Klasifikacija materijala
Tvrdi materijali općenito se klasificiraju u tri glavne skupine. To su metali, keramika i polimeri. Ova se podjela temelji prvenstveno na značajkama kemijske strukture i atomske strukture tvari. Većina materijala može se nedvosmisleno pripisati jednoj ili drugoj skupini, iako su mogući i srednji slučajevi. Osim toga, treba istaknuti postojanje kompozita u kojima se kombiniraju materijali koji pripadaju dvjema ili trima od navedenih skupina. U nastavku će biti dan kratak opis različitih vrsta materijala i njihovih usporednih karakteristika.
Druga vrsta materijala su suvremeni specijalni (napredni) materijali namijenjeni uporabi u high-tech (high-tech) područjima, kao što su poluvodiči, materijali za biološke svrhe, "pametni" (pametni) materijali i tvari koje se koriste u nanotehnologiji.
METALI
Materijali koji pripadaju ovoj skupini uključuju jedan ili više metala (kao što su željezo, aluminij, bakar, titan, zlato, nikal), a često i neke nemetalne elemente (kao što su ugljik, dušik ili kisik) u relativno malim količinama.
Atomi u metalima i legurama raspoređeni su u vrlo savršenom redu. Osim toga, u usporedbi s keramikom i polimernim materijalima, gustoća metala je relativno visoka.
Što se mehaničkih svojstava tiče, svi ovi materijali su relativno kruti i čvrsti. Osim toga, imaju određenu plastičnost (tj. sposobnost velikih deformacija bez razaranja) i otpornost na razaranje, što im je osiguralo široku primjenu u različitim konstrukcijama.
U metalnim materijalima postoji mnogo delokaliziranih elektrona, to jest elektrona koji nisu povezani s određenim atomima. Prisutnost takvih elektrona izravno objašnjava mnoga svojstva metala. Na primjer, metali su izuzetno dobri vodiči električne energije i topline. Neprozirne su za vidljivu svjetlost. Polirane metalne površine sjaje. Osim toga, neki metali (npr. željezo, kobalt i nikal) imaju poželjna magnetska svojstva za svoju primjenu.
KERAMIKA
Keramika je skupina materijala koji zauzimaju srednji položaj između metala i nemetalnih elemenata. Kako opće pravilo, klasa keramike uključuje okside, nitride i karbide. Tako se, primjerice, neke od najpopularnijih vrsta keramike sastoje od aluminijevog oksida (Al2O3), silicijevog dioksida (SiO2), silicijevog nitrida (Si3N4). Osim toga, među tvarima koje mnogi nazivaju tradicionalnim keramičkim materijalima su razne gline (osobito one koje se koriste za izradu porculana), kao i beton i staklo. S obzirom na mehanička svojstva, keramika je relativno kruta i izdržljivi materijali po ovim karakteristikama usporedivi s metalima. Osim toga, tipična keramika je vrlo tvrda. Međutim, keramika je iznimno krt materijal (gotovo potpuni nedostatak duktilnosti) i ne podnosi se dobro na lom. Sve tipične vrste keramike ne provode toplinu i električnu struju (tj. električna vodljivost im je vrlo niska).
Keramiku karakterizira veća otpornost na visoke temperature i štetne utjecaje iz okoline. S obzirom na optička svojstva, keramika može biti prozirna, prozirna ili potpuno neprozirna, a neki oksidi, poput željeznog oksida (Fe2O3), imaju magnetska svojstva.
KOMPOZITI
Kompoziti su kombinacija dva (ili više) pojedinačnih materijala koji pripadaju različitim klasama tvari koje su gore navedene, tj. metali, keramika i polimeri. Svrha izrade kompozita bila je postići takvu kombinaciju svojstava različitih materijala koja se ne može dobiti za pojedinačne komponente, kao i osigurati optimalnu kombinaciju njihovih karakteristika. Poznat je velik broj različitih kompozita koji se dobivaju spajanjem metala, keramike i polimera. Štoviše, neki prirodni materijali su također kompoziti, kao što su drvo i kost. Međutim, većina kompozita o kojima se govori u ovoj knjizi su materijali dobiveni od sintetičkih materijala.
Jedan od najpopularnijih i svima poznatih kompozitnih materijala je stakloplastika. Ovaj materijal su kratka staklena vlakna umetnuta u polimernu matricu, obično epoksidnu ili poliestersku smolu. Staklena vlakna imaju veliku čvrstoću i krutost, ali su krta. U isto vrijeme, polimerna matrica je plastična, ali je njegova čvrstoća niska. Kombinacija ovih tvari rezultira relativno krutim materijalom visoke čvrstoće, koji ipak ima dovoljnu duktilnost i fleksibilnost.
Još jedan primjer tehnološki važnog kompozita su polimeri ojačani ugljičnim vlaknima (CFRP). Kod ovih materijala ugljična vlakna smještena su u polimernu matricu. Materijali ove vrste su čvršći i izdržljiviji od stakloplastike, ali u isto vrijeme skuplji. CFRP se koristi u zrakoplovnom inženjerstvu, kao iu proizvodnji visokokvalitetne sportske opreme, kao što su bicikli, palice za golf, teniski reketi, skije i snowboardi.
PROGRESIVNI MATERIJALI
Materijali koji su namijenjeni za upotrebu u proizvodima visoke tehnologije ("high-tech") ponekad se uvjetno definiraju pojmom "progresivni" materijali. Visoka tehnologija obično se odnosi na uređaje ili proizvode čiji se rad temelji na korištenju složenih suvremenih principa. Takvi proizvodi uključuju različitu elektroničku opremu, posebice digitalne video-audio kamere, CD/DVD playere, računala, sustave optičkih vlakana, kao i svemirske satelite, proizvode zrakoplovne i raketne tehnologije.
Progresivni materijali su, u biti, obično tipične tvari o kojima se gore raspravljalo, ali s poboljšanim svojstvima, ali i novi materijali s izvanrednim karakteristikama. Ovi materijali mogu biti metali, keramika ili polimeri, ali njihova je cijena obično vrlo visoka. Napredni materijali također uključuju poluvodiče, biomaterijale i ono što nazivamo "materijalima budućnosti". Riječ je o takozvanim "pametnim" materijalima i proizvodima nanotehnologije koji su namijenjeni, primjerice, proizvodnji lasera, integriranih sklopova, magnetskih uređaja za pohranjivanje informacija, zaslona s tekućim kristalima i optičkih vlakana.
POLUVODIČI
Poluvodiči u električnim svojstvima zauzimaju srednji položaj između elektrovodljivih materijala (metala i metalnih legura) i izolatora (keramika i polimera). Osim toga, električna svojstva poluvodiča iznimno su osjetljiva na prisutnost minimalnih količina stranih atoma, čija koncentracija mora biti kontrolirana do razine vrlo malih područja. Stvaranje poluvodičkih materijala omogućilo je razvoj integriranih sustava koji su revolucionirali elektroniku i računala (čak i bez spominjanja promjena u našim životima) u posljednja tri desetljeća.
BIOMATERIJALI
Biomaterijali se koriste za izradu implantata za ljudsko tijelo, koji su dizajnirani da nadomjeste bolesne ili uništene organe ili tkiva. Materijali ove vrste ne smiju ispuštati otrovne tvari i moraju biti kompatibilni s ljudskim tkivima (tj. ne smiju izazivati reakcije odbacivanja). Kao biomaterijali mogu se koristiti sve navedene vrste tvari - metali, keramika, polimeri i poluvodiči. Primjer su neki od biomaterijala koji se koriste za izradu umjetnih zglobova kuka.
MATERIJALI BUDUĆNOSTI
"Pametni" (ili inteligentni) materijali su skupina novih umjetno razvijenih tvari koje imaju značajan utjecaj na mnoge moderne tehnologije. Definicija "pametnih" znači da su ti materijali sposobni osjetiti promjene u svom okolišu i odgovoriti na te promjene na unaprijed određen način - kvaliteta svojstvena živim organizmima. Koncept "pametnih" materijala također je proširen na složene sustave izgrađene od "pametnih" i tradicionalnih tvari.
Kao komponente pametnih materijala (ili sustava) mogu se koristiti neke vrste senzora (koji prepoznaju dolazne signale), kao i izvršni sustavi (aktivatori) koji igraju ulogu odzivnih i adaptivnih uređaja. Potonje se može koristiti za promjenu oblika, položaja, prirodnih frekvencija ili mehaničkih karakteristika kao odgovor na promjene temperature, intenziteta svjetlosti, električnih ili magnetskih polja.
Četiri vrste materijala obično se koriste kao aktivatori: legure s pamćenjem oblika, piezoelektrična keramika, magnetostriktivni materijali i elektroreološke/elektromagnetske tekućine.
Legure "s memorijom" su metali koji se nakon deformacije vraćaju u prvobitni oblik ako se promijeni temperatura.
Piezoelektrična keramika se širi i skuplja kao odgovor na promjenu električnog polja (ili napona); ako se njihove dimenzije mijenjaju, onda to dovodi do pobude električnog signala. Ponašanje magnetostriktivnih materijala slično je odzivu piezoelektričnih materijala, ali samo kao odgovor na promjenu magnetskog polja. Što se tiče elektro- i magnetoreoloških tekućina, to su mediji koji prolaze kroz velike promjene viskoznosti kao odgovor na promjenu električnog odnosno magnetskog polja.
Materijali/uređaji koji se koriste kao senzori mogu biti optička vlakna, piezoelektrici (ovo uključuje neke polimere) i mikroelektromehanički uređaji, skraćeno MEMS.
Primjer "pametnih" uređaja je sustav koji se koristi u helikopterima za smanjenje buke u pilotskoj kabini koju stvara rotacija lopatica. Piezoelektrični senzori ugrađeni u lopatice prate naprezanja i deformacije; signal se od tih senzora prenosi do aktuatora koji uz pomoć računala stvara "antišum" koji prigušuje zvuk od rada propelera helikoptera.
NANOTEHNOLOŠKI MATERIJALI
Sve donedavno općeprihvaćena procedura za rad u području kemije i fizike materijala bila je da se najprije proučavaju vrlo velike i složene strukture, a zatim se istraživanje prelazi na analizu manjih fundamentalnih blokova koji čine te strukture. Ovaj pristup se ponekad nazivao "odozgo prema dolje". Međutim, razvojem tehnika skenirajuće mikroskopije, koje su omogućile promatranje pojedinačnih atoma i molekula, postalo je moguće manipulirati atomima i molekulama kako bi se stvorile nove strukture, a time i dobili novi materijali koji se grade na temelju elemenata atomska razina veličine (tzv. "dizajn materijala")). Ova sposobnost pažljivog sastavljanja atoma otvorila je mogućnost stvaranja materijala s mehaničkim, električnim, magnetskim i drugim svojstvima koja bi bila nedostižna korištenjem drugih metoda. Taj ćemo pristup nazvati „odozdo prema gore“, a proučavanje svojstava takvih novih materijala provodi se nanotehnologijom, pri čemu prefiks „nano“ znači da su dimenzije strukturnih elemenata reda veličine nanometra (tj. 10–9 m). U pravilu je riječ o strukturnim elementima veličine manje od 100 nm, što je ekvivalentno oko 500 promjera atoma.
Jedan primjer materijala ove vrste su ugljikove nanocijevi. U budućnosti ćemo nedvojbeno moći pronaći sve više područja u kojima će se prednosti nanotehnoloških materijala očitovati.
POTREBA STVARANJA NOVIH MATERIJALA
Dok je u posljednjih nekoliko godina u znanosti o materijalima i tehnologiji postignut ogroman napredak, i dalje postoji potreba za razvojem još boljih i specijaliziranijih materijala, te za procjenom odnosa između proizvodnje takvih materijala i njihovog utjecaja na okoliš. O ovoj problematici potrebno je dati nekoliko komentara kako bi se ocrtale moguće perspektive u ovom području.
Stvaranje nuklearne energije obećava budućnost, ali ostaju brojni izazovi povezani s razvojem novih materijala koji su potrebni u svim fazama - od sustava smještaja goriva u reaktor do skladištenja radioaktivnog otpada.
Veliki troškovi energije povezani su s transportom. Smanjenje težine transportnih sredstava (automobila, aviona, vlakova i dr.), kao i povećanje temperature na kojoj motori rade, pridonijet će učinkovitijoj potrošnji energije. To zahtijeva stvaranje laganih inženjerskih materijala visoke čvrstoće, kao i materijala koji mogu raditi na povišenim temperaturama.
Nadalje, postoji opće prepoznata potreba za novim ekonomski održivim izvorima energije, kao i za učinkovitijim korištenjem postojećih izvora. Nema sumnje da materijali sa željenim karakteristikama igraju veliku ulogu u razvoju ovog smjera. Na primjer, demonstrirana je mogućnost izravne transformacije solarna energija u električnu struju. Trenutno su solarni paneli prilično složeni i skupi uređaji. Nedvojbeno je potrebno stvoriti nove relativno jeftine tehnološke materijale koji bi trebali biti učinkovitiji u provedbi korištenja sunčeve energije.
Drugi vrlo atraktivan i vrlo stvaran primjer u tehnologiji pretvorbe energije su vodikove gorivne ćelije, čija je prednost i to što ne zagađuju okoliš. Trenutačno je korištenje ove tehnologije u elektroničkim uređajima tek na početku; u budućnosti se takvi elementi mogu koristiti kao elektrane u automobilima. Za stvaranje učinkovitijeg gorive ćelije potrebni su novi materijali i novi katalizatori za proizvodnju vodika.
Kako bismo održali kvalitetu okoliša na potrebnoj razini, moramo kontrolirati sastav zraka i vode. Za kontrolu kontaminacije koriste se različiti materijali. Osim toga, potrebno je poboljšati metode obrade i pročišćavanja materijala kako bi se smanjilo onečišćenje okoliša, tj. izazov je stvoriti manje otpada i manje štete za okoliš tijekom rudarenja. Također treba uzeti u obzir da se tijekom proizvodnje nekih materijala stvaraju otrovne tvari, pa treba uzeti u obzir moguće štete za okoliš od ispuštanja takvog otpada.
Mnogi materijali koje koristimo dolaze iz neobnovljivih izvora, tj. izvora koji se ne mogu povratiti. To se, primjerice, odnosi na polimere čija je primarna sirovina nafta, te na određene metale. Ovi nezamjenjivi resursi postupno se iscrpljuju. Stoga se javlja potreba: 1) za otkrivanjem novih izvora tih resursa; 2) stvaranje novih materijala sličnih svojstava postojećima, ali manje štetnih za okoliš; 3) jačanje uloge procesa recikliranja i, posebice, razvoj novih tehnologija koje omogućuju recikliranje. Kao posljedica svega navedenog, javlja se potreba za ekonomskom procjenom ne samo proizvodnje, već i uzimanja u obzir okolišnih čimbenika, tako da se pokazalo potrebnim analizirati cjelokupnu životni ciklus materijala – „od kolijevke pa do groba“ – te proizvodnog procesa u cjelini.
Lijevanje- ovo je metoda izrade izratka ili proizvoda punjenjem šupljine zadane konfiguracije tekućim metalom, nakon čega slijedi njegovo skrućivanje. Izradak ili proizvod dobiven lijevanjem naziva se lijevanje.
Ljevaonica- glavna nabavna baza svih područja strojarstva. U mnogim slučajevima, lijevanje je jedini mogući način da se dobiju praznine složenog oblika: Lijevani prirobci su najjeftiniji i često imaju najmanji dodatak za strojnu obradu.
Lijevanje u kalupe za ljuske.
Kalup je ovdje ljuska debljine 6-10 mm, izrađena od vatrostalnog osnovnog materijala (punila) i umjetne smole kao veziva. Načelo dobivanja školjki leži u svojstvima vezivnog materijala, koji je sposoban nepovratno otvrdnuti kada se zagrije. Kvarcni pijesak naširoko se koristi kao vatrostalna baza. Vezivni materijal su fenol-formaldehidne sintetičke termoreaktivne smole. Lijevanjem u kalupe za ljuske dobivaju se odljevci povećane točnosti, bolje kvalitete površine nego kod lijevanja u pješčane kalupe. Proces je izuzetno produktivan i lako ga je mehanizirati.
Popis korištene literature
Bartashevich A.A. Znanost o materijalima. - Rostov n / D .: Phoenix, 2008.
Vishnevetsky Yu.T. Znanost o materijalima za visoke tehničke škole: udžbenik. - M .: Dashkov i Co., 2008.
Zaplatin V.N. Referentni priručnik za znanost o materijalima (obrada metala): Zbornik. dodatak za nevladine organizacije. – M.: Akademija, 2007.
Znanost o materijalima: udžbenik za srednje škole. / Ed. Arzamasova B.N. - M .: MSTU im. Bauman, 2008. (enciklopedijska natuknica).
Znanost o materijalima: udžbenik za softver otvorenog koda. / Adaskin A.M. i dr. Ed. Solomentseva Yu.M. - M .: Više. škola, 2006. (enciklopedijska natuknica).
Znanost o materijalima: udžbenik za softver otvorenog koda. / Ed. Batienko V.T. – M.: Infra-M, 2006.
Moryakov O.S. Znanost o materijalima: udžbenik za softver otvorenog koda. – M.: Akademija, 2008.
Osnove znanosti o materijalima (obrada metala): Zbornik. dodatak za nevladine organizacije. / Zaplatin V.N. – M.: Akademija, 2008.
Uvod
Dragi studenti, počinjemo učiti kolegij "Opća znanost o materijalima". Predavanja koja će se održati tijekom ovog semestra pomoći će vam u razumijevanju fizikalne i kemijske prirode strukture i svojstava različitih materijala. Naučit ćete zašto prirodni i umjetno stvoreni materijali imaju različitu toplinsku vodljivost, mehanička i pogonska svojstva, kako su ta svojstva međusobno povezana, kako i u kojim granicama se mogu mijenjati. Istovremeno s proučavanjem ovih pitanja, dublje ćete se upoznati s fizičkim i kemijskim svojstvima elemenata, informacije o kojima su uključene u periodni sustav D.I. Mendeljejev. Želio bih naglasiti da struktura atoma kemijskih elemenata određuje strukturu i energiju kemijskih veza koje oni formiraju, a koje su, pak, u osnovi cijelog kompleksa svojstava tvari i materijala. Samo na temelju razumijevanja kemijske interakcije atoma, moguće je kontrolirati procese koji se odvijaju u tvarima i dobiti određene radne karakteristike.
Međutim, važnije od proučavanja pojedinačnih problema predstavljenih na predavanjima je mogućnost koja vam se pruža da kombinirate temeljne odredbe fizike, kemije i primijenjenih znanosti (toplinska fizika, mehanika) za sveobuhvatno razumijevanje međudjelovanja tvari i njihovih Svojstva.
U predavanjima se glavna pažnja posvećuje osnovama znanosti o materijalima s obzirom na to da je suvremena znanost o materijalima usmjerena na dobivanje materijala sa željenim karakteristikama i služi kao osnova za znanstveno intenzivne tehnologije 21. stoljeća.
materijal naziva tvar koja ima potrebnuskup svojstava za odvojeno obavljanje određene funkcijeili u kombinaciji s drugim tvarima.
Suvremena znanost o materijalima u potpunosti se razvila kao znanost u drugoj polovici 20. stoljeća, što je povezano s naglim povećanjem uloge materijala u razvoju tehnike, tehnologije i graditeljstva. Stvaranje temeljno novih materijala sa željenim svojstvima i na njihovoj osnovi najsloženijih struktura omogućilo je čovječanstvu da u kratkom vremenu postigne neviđen uspjeh u nuklearnoj i svemirskoj tehnologiji, elektronici, informacijskoj tehnologiji, građevinarstvu itd. Može se smatrati da Znanost o materijalima - to je grana znanstvenih spoznaja posvećena svojstvima tvari i njihovoj usmjerenoj promjeni kako bi se dobili materijali s unaprijed određenim radnim karakteristikama. Temelji se na temeljnim osnovama svih dijelova fizike, kemije, mehanike i srodnih disciplina te uključuje teorijske temelje suvremenih znanstveno intenzivnih tehnologija za proizvodnju, obradu i primjenu materijala. Osnovu znanosti o materijalima čine spoznaje o procesima koji se odvijaju u materijalima pod utjecajem različitih čimbenika, o njihovom utjecaju na skup svojstava materijala, o metodama njihovog praćenja i upravljanja. Stoga su znanost o materijalima i tehnologija materijala međusobno povezane grane znanja.
Služi kolegij znanosti o materijalima i tehnologije građevnih materijala ciljevi poznavanje prirode i svojstava materijala, načina dobivanja materijala željenih svojstava za što učinkovitiju primjenu u graditeljstvu.
Glavni ciljevi studija tečaja:
Omogućiti razumijevanje fizikalno-kemijske suštine pojava koje se javljaju u materijalima kada su izloženi različitim čimbenicima u uvjetima proizvodnje i rada, te njihov utjecaj na svojstva materijala;
Utvrditi odnos između kemijskog sastava, strukture i svojstava materijala;
Proučiti teorijske osnove i praksu primjene različitih metoda dobivanja i obrade materijala koji osiguravaju visoku pouzdanost i trajnost. građevinske strukture;
Dati znanja o glavnim skupinama nemetalnih materijala, njihovim svojstvima i primjeni.
Predavanja pokrivaju:
Osnove međudjelovanja atoma i molekula, koje omogućuju dodatno objašnjenje utjecaja na svojstva materijala njegovog kemijskog sastava i usmjerenih procesa obrade;
Građa čvrstog tijela, defekti kristalne strukture i njihova uloga u formiranju svojstava materijala;
Fenomeni prijenosa topline, mase i naboja koji su bit svakog tehnološkog procesa;
Teorijske osnove za dobivanje amorfnih struktura materijala;
Elementi mehanike elastičnog i plastičnog deformiranja i razaranja materijala koji su u osnovi formiranja čvrstoće i pouzdanosti suvremenih građevinskih materijala i konstrukcija, kao i metode njihova ispitivanja;
Dakle, zadatak suvremene znanosti o materijalima je dobivanje materijala s unaprijed određenim svojstvima. Svojstva materijala određena su kemijskim sastavom i strukturom, koji su rezultat dobivanja materijala i njegove daljnje obrade. Razvoj materijala i tehnologija zahtijeva poznavanje fizikalnih i kemijskih pojava i procesa koji se odvijaju u materijalu u različitim fazama njegove proizvodnje, obrade i rada, njihovo predviđanje, opisivanje i kontrolu. Dakle, poznavanje teorije je neophodno za kreiranje kontroliranih tehnoloških procesa, čiji će rezultat biti materijal s točno definiranim vrijednostima radnih svojstava.
Fizikalno-kemijska svojstva tvari određena su elektronskom strukturom njezinih atoma. Interakcije atoma povezane su, prije svega, s interakcijom njihovih elektronskih ljuski. Stoga je pri razvoju materijala i procesa za njihovu proizvodnju potrebno jasno razumjeti kako različiti kemijski elementi doniraju i prihvaćaju elektrone, kako promjena elektronskog stanja utječe na svojstva elemenata.
Prisjetimo se elektronska struktura atoma.
Elektronska struktura atoma
Oko dvije i pol tisuće godina, starogrčki filozof Demokrit sugerirao je da se sva tijela oko nas sastoje od najmanjih nevidljivih i nedjeljivih čestica - atoma.
Od atoma, kao od osebujnih cigli, sastavljaju se molekule: od identičnih atoma - molekule jednostavan, tvari, od atoma raznih vrsta – molekula kompleks tvari.
Već krajem devetnaestog stoljeća znanost je utvrdila da su atomi - čestice daleko od toga da su "nedjeljivi", kako je predstavljala antička filozofija, već da se sastoje od još manjih i, da tako kažemo, još jednostavnijih čestica. Trenutno je s većom ili manjom sigurnošću dokazano postojanje tristotinjak elementarnih čestica koje izgrađuju atome.
Za proučavanje kemijskih transformacija u većini slučajeva dovoljno je navesti tri čestice koje čine atom: proton, elektron ineutron.
Proton je čestica s masom koja se konvencionalno uzima kao jedinica (1/12 mase ugljikovog atoma) i jediničnim pozitivnim nabojem. Masa protona - 1,67252 x 10 -27 kg
Elektron je čestica s praktički nultom masom (1836 puta manjom od mase protona) i jednim negativnim nabojem. Masa elektrona je 9,1091x10 -31 kg.
Neutron je čestica čija je masa gotovo jednaka masi protona, ali nema naboj (neutralan). Masa neutrona je 1,67474 x 10 -27 kg.
Moderna znanost zamišlja atom grubo posložen, kao što je naš utrostručen. Sunčev sustav: u središtu atoma je jezgra(sunce), oko kojeg se elektroni okreću na relativno velikoj udaljenosti (kao planeti oko sunca). Ovaj "planetarni" model atoma, koji je 1911. predložio Ernest Rutherford i doradio Bohrovim postulatima 1913., zadržao je svoje značenje do danas.
U jezgri, koja se sastoji od protona i neutrona i zauzima vrlo mali dio volumena atoma, koncentrirana je glavna masa atoma (masa elektrona u kemijskim proračunima atomskih i molekularnih masa obično se ne uzima u obzir) .
Broj protona u jezgri određuje pogled atom. Ukupno je sada otkriveno više od stotinu vrsta atoma, koji su u tablici elemenata prikazani pod brojevima koji odgovaraju broju protona u jezgri.
Najjednostavniji atom sadrži samo jedan proton u jezgri: to je atom vodika. Složeniji atom helija već ima dva protona u jezgri, treći (litij) ima tri itd. Određena vrsta atoma naziva se element.
2. Struktura i svojstva materijala za završnu obradu
Unutarnja struktura materijalapals
Ovisno o agregacijskom stanju i stabilnosti, čvrste tvari mogu imati strogo uređenu strukturu – kristalne, ili neuređenu, kaotičnu strukturu – amorfne.
Priroda čestica smještenih u čvorovima kristalne rešetke i prevladavajuće sile interakcije (kemijske veze) određuju prirodu kristalne rešetke: atomska s kovalentnim vezama, molekularna s van der Waalsovim i vodikovim vezama, ionska s ionskim vezama, metalna s metalnim vezama.
atomska rešetka sastoji se od neutralnih atoma povezanih kovalentnim vezama. Tvari s kovalentnim vezama karakterizira velika tvrdoća, netopljivost i netopljivost u vodi i većini drugih otapala. Dijamant i grafit su primjeri atomskih rešetki. Energija kovalentnih veza je od 600 do 1000 kJ/mol
molekularna rešetka građeni od svojih molekula (I 2 , Cl 2 , CO 2 itd.) međusobno povezanih međumolekulskim ili vodikovim vezama. Međumolekularne veze imaju malu energetsku vrijednost, ne više od 10 kJ/mol; vodikove veze su nešto veće (20–80 kJ/mol), pa tvari s molekularnom rešetkom imaju malu čvrstoću, nisko talište i visoku hlapljivost. Takve tvari ne provode struju. Tvari s molekularnom rešetkom uključuju organske materijale, plemenite plinove i neke anorganske tvari.
Ionska rešetka koju čine atomi s vrlo različitom elektronegativnošću. Karakterističan je za spojeve alkalnih i zemnoalkalijskih metala s halogenima. Ionski kristali mogu se sastojati i od poliatomskih iona (na primjer, fosfati, sulfati itd.). U takvoj rešetki svaki je ion okružen određenim brojem svojih protuiona. Na primjer, u kristalnoj rešetki NaCl svaki natrijev ion okružen je sa šest kloridnih iona, a svaki kloridni ion okružen je sa šest natrijevih iona. Zbog neusmjerenosti i nezasićenosti ionske veze, kristal se može smatrati divovskom molekulom, a uobičajeni pojam molekule ovdje gubi smisao. Tvari s ionskom rešetkom karakteriziraju visoko talište, niska hlapljivost, velika čvrstoća i značajna energija kristalne rešetke. Ova svojstva približavaju ionske kristale atomskim. Energija vezanja ionske rešetke približno je jednaka, prema nekim izvorima manja od energije kovalentne rešetke.
Metalne rešetke oblikovati metale. Metalni ioni nalaze se na mjestima rešetke, a valentni elektroni su delokalizirani po cijelom kristalu. Takvi se kristali mogu smatrati jednom ogromnom molekulom s jednim sustavom multicentričnih molekularnih orbitala. Elektroni su u veznim orbitalama sustava, a antivezne orbitale tvore vodljivi pojas. Budući da je energija vezanja veznih i labavih orbitala bliska, elektroni lako prelaze u vodljivi pojas i kreću se unutar kristala, tvoreći, takoreći, elektronski plin. U tablici. 3.1, kao primjer, dane su energije vezivanja za kristale s različitim vrstama veza.
Uređeni raspored čestica u kristalu očuvan je na velikim udaljenostima, au slučaju idealno oblikovanih kristala, u cijelom volumenu materijala. Ovakva uređenost strukture čvrstih tijela naziva se udaljeni red.
Početna > PredavanjeOpće informacije o građevinskim materijalima.
U procesu izgradnje, rada i popravka zgrada i građevina, građevinski proizvodi i konstrukcije od kojih su izgrađeni podvrgnuti su različitim fizičkim, mehaničkim, fizičkim i tehnološkim utjecajima. Hidroinženjer je dužan kompetentno odabrati pravi materijal, proizvod ili konstrukciju koja ima dovoljnu otpornost, pouzdanost i trajnost za specifične uvjete.
PREDAVANJE #1
Opći podaci o građevinskim materijalima i njihovim osnovnim svojstvima.
Građevinski materijali i proizvodi koji se koriste u izgradnji, rekonstrukciji i popravcima raznih zgrada i građevina dijele se na prirodne i umjetne, koje se pak dijele u dvije glavne kategorije: prva kategorija uključuje: ciglu, beton, cement, drvo itd. koriste se tijekom izgradnje različitih elemenata zgrada (zidovi, stropovi, obloge, podovi). U drugu kategoriju - posebna namjena: hidroizolacija, toplinska izolacija, akustika itd. Glavne vrste građevinskih materijala i proizvoda su: prirodni kamen Građevinski materijali od njih; veziva, anorganska i organska; šumski materijali i proizvodi od njih; hardver. Ovisno o namjeni, uvjetima izgradnje i rada zgrada i građevina, odabiru se odgovarajući građevinski materijali koji imaju određene kvalitete i zaštitna svojstva od izlaganja raznim vanjskim okruženjima. S obzirom na te značajke, svaki građevinski materijal mora imati određena građevinsko-tehnička svojstva. Na primjer, materijal za vanjske zidove zgrada trebao bi imati najnižu toplinsku vodljivost s dovoljnom čvrstoćom da zaštiti prostoriju od vanjske hladnoće; materijal konstrukcije za potrebe navodnjavanja i odvodnje - vodonepropusnost i otpornost na naizmjenično vlaženje i isušivanje; skupi premazni materijal (asfalt, beton) mora imati dovoljnu čvrstoću i nisku abraziju da izdrži prometna opterećenja. Pri razvrstavanju materijala i proizvoda mora se imati na umu da moraju imati dobre Svojstva i kvalitete.Vlasništvo- svojstvo materijala koje se očituje u procesu njegove obrade, primjene ili rada. Kvaliteta- skup svojstava materijala koji određuju njegovu sposobnost ispunjavanja određenih zahtjeva u skladu s njegovom namjenom Svojstva građevnih materijala i proizvoda razvrstavaju se u tri glavne skupine: fizičke, mehaničke, kemijske, tehnološke i tako dalje . Do kemijski uključuju sposobnost materijala da se odupru djelovanju kemijski agresivnog okruženja, izazivajući u njima reakcije izmjene koje dovode do uništenja materijala, promjene njihovih izvornih svojstava: topljivost, otpornost na koroziju, otpornost na raspadanje, stvrdnjavanje. Fizička svojstva: prosječna, nasipna, prava i relativna gustoća; poroznost, vlažnost, gubitak vlage, toplinska vodljivost. Mehanička svojstva: krajnja čvrstoća na pritisak, vlak, savijanje, smik, elastičnost, plastičnost, krutost, tvrdoća. Tehnološka svojstva: obradivost, otpornost na toplinu, taljenje, stvrdnjavanje i brzina sušenja.
Fizikalna i kemijska svojstva materijala.
Prosječna gustoćaρ 0 masa m jedinica volumena V 1 apsolutno suhi materijal u svom prirodnom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 . Nasipna gustoća rasutih materijalaρ n masa m jedinica volumena V n osušeni rastresiti materijal; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 . Prava gustoćaρ masa m jedinica volumena V materijal u apsolutno gustom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 . Relativna gustoćaρ(%) je stupanj ispunjenosti volumena materijala čvrstom tvari; karakteriziran je omjerom ukupnog volumena krutine V u građi na cijeli volumen građe V 1 odnosno omjer prosječne gustoće materijala ρ 0 na njegovu pravu gustoću ρ: , odn
. PoroznostP
- stupanj ispunjenosti volumena materijala porama, šupljinama, uključcima plina i zraka: za čvrste materijale: 
, za skupno: 
Higroskopnost- sposobnost materijala da upija vlagu iz okoline i zgušnjava je u masi materijala. VlažnostW
(%)
- omjer mase vode u materijalu m u =
m 1
-
m
do svoje mase u potpuno suhom stanju m: 
Upijanje vodeNA
- karakterizira sposobnost materijala u dodiru s vodom da je upije i zadrži u svojoj masi. Razlikovati masu NA m i volumetrijski NA oko upijanje vode. Masovno upijanje vode(%)
- omjer mase vode koju je materijal apsorbirao m u na masu materijala u potpuno suhom stanju m: 
Volumetrijska apsorpcija vode(%)
- omjer volumena vode koju je materijal apsorbirao m u /
ρ
u
na svoj volumen u stanju zasićenom vodom V 2
: 
Povratak vlage- sposobnost materijala da odaje vlagu. Mehanička svojstva materijala.
Čvrstoća na pritisakR – omjer prekidne sile P(N) na površinu poprečnog presjeka uzorka F(vidi 2). Ovisi o veličini uzorka, brzini primjene opterećenja, obliku uzorka i vlažnosti. Vlačna čvrstoćaR R - omjer prekidnog opterećenja R na izvornu površinu poprečnog presjeka uzorka F. Čvrstoća na savijanjeR i - utvrđuje se na posebno izrađenim gredama. Krutost- svojstvo materijala da daje male elastične deformacije. Tvrdoća- sposobnost materijala (metal, beton, drvo) da se odupre prodiranju u njega pod stalnim opterećenjem čelične kuglice.PREDAVANJE №2
prirodni kameni materijali.
Klasifikacija i glavne vrste stijena.
Kao prirodni kameni materijali u građevinarstvu koriste se stijene koje imaju potrebna građevna svojstva. Prema geološkoj klasifikaciji stijene se dijele u tri vrste: 1) magmatski (primarni), 2) sedimentni (sekundarni) i 3) metamorfni (modificirani). 1) Magmatske (primarne) stijene nastao kada se rastopljena magma koja je izronila iz dubine zemlje ohladila. Struktura i svojstva magmatskih stijena uvelike ovise o uvjetima hlađenja magme, pa se stoga ove stijene dijele na duboko i izlio se. Duboke stijene nastale su pri polaganom hlađenju magme u dubini zemljine kore pri visokim pritiscima gornjih slojeva zemlje, što je doprinijelo nastanku stijena guste zrnasto-kristalne strukture, visoke i srednje gustoće te visoke tlačne čvrstoće . Ove stijene imaju nisku apsorpciju vode i visoku otpornost na mraz. Ove stijene uključuju granit, sijenit, diorit, gabro itd. izljevne stijene nastali su tijekom oslobađanja magme na zemljinu površinu tijekom relativno brzog i neravnomjernog hlađenja. Najčešće izljevne stijene su porfir, dijabaz, bazalt i rastresite vulkanske stijene. 2) Sedimentne (sekundarne) stijene nastale od primarnih (mamatskih) stijena pod utjecajem temperaturnih promjena, sunčevog zračenja, djelovanja vode, atmosferskih plinova itd. S tim u vezi sedimentne stijene dijelimo na klastičan (labav), kemijski i organogeni. do klastičnog labave stijene uključuju šljunak, drobljeni kamen, pijesak, glinu. Kemijske sedimentne stijene: vapnenac, dolomit, gips. Organogene stijene: školjkast vapnenac, dijatomit, kreda. 3) Metamorfne (modificirane) stijene nastale od magmatskih i sedimentnih stijena pod utjecajem visokih temperatura i tlakova u procesu izdizanja i spuštanja zemljine kore. To uključuje škriljevac, mramor, kvarcit.
Klasifikacija i glavne vrste materijala od prirodnog kamena.
Prirodni kameni materijali i proizvodi dobivaju se obradom stijena. Po načinu dobivanja kameni materijali se dijele na usitnjeni kamen (ali) - vade se eksplozivnim putem; grubo rezani kamen - dobiva se cijepanjem bez obrade; drobljeni - dobiveni drobljenjem (drobljeni kamen, umjetni pijesak); sortirani kamen (kaldrma, šljunak) Kameni materijali se dijele na kamenje nepravilnog oblika (lomljenac, šljunak) i komadne proizvode pravilnog oblika (ploče, blokovi). ruševine- šiljasti komadi stijena veličine od 5 do 70 mm, dobiveni mehaničkim ili prirodnim drobljenjem buta (krpanog kamena) ili prirodnog kamenja. Koristi se kao grubi agregat za pripremu betonskih mješavina, temelja. Šljunak– zaobljeni komadi stijena veličine od 5 do 120 mm, koji se koriste i za pripremu umjetnih smjesa šljunak i drobljeni kamen – rastresita mješavina kamenih zrna veličine od 0,14 do 5 mm. Obično nastaje kao rezultat trošenja stijena, ali se može dobiti i umjetnim putem - drobljenjem šljunka, lomljenog kamena i komada stijena.PREDAVANJE №3
Hidracijska (anorganska) veziva.
- Zračna veziva. Hidraulička veziva.
Hidraulično vapno je tvar koja se sporo veže i sporo stvrdnjava. Koristi se za pripremu minobacači, niskokvalitetni betoni, laki betoni, u proizvodnji miješanih betona. Portland cement- hidrauličko vezivo, dobiveno spajanjem, finim mljevenjem klinkera i dvovodnog gipsa. klinker- proizvod pečenja prije sinteriranja (na t> 1480 °C) homogene, prirodne ili sirove mješavine vapnenca ili gipsa određenog sastava. Sirova masa se peče u rotacijskim pećima. Portland cement se koristi kao vezivo u pripremi cementnih mortova i betona. Šljaka Portland cement- u svom sastavu ima hidraulički dodatak u obliku granulirane, visoke peći ili elektrotermofosforne troske, ohlađene prema posebnom režimu. Dobiva se zajedničkim mljevenjem portland cementnog klinkera (do 3,5%), troske (20 ... 80%) i gipsanog kamena (do 3,5%). Portland cement od troske ima spor porast čvrstoće u početnim fazama stvrdnjavanja, međutim, u budućnosti se povećava stopa povećanja čvrstoće. Osjetljiva je na temperaturu okoline, otporna na meke sulfatne vode i smanjene otpornosti na mraz. karbonatni portland cement dobiven zajedničkim mljevenjem cementnog klinkera s 30% vapnenca. Ima smanjeno oslobađanje topline tijekom stvrdnjavanja, povećanu otpornost.
PREDAVANJE №4
Građevinska rješenja.
Opće informacije.
Mortovi su pažljivo dozirane sitnozrnate smjese koje se sastoje od anorganskog veziva (cement, vapno, gips, glina), sitnog agregata (pijesak, drobljena troska), vode i po potrebi dodataka (anorganskih ili organskih). U svježe pripremljenom stanju mogu se polagati na podlogu u tankom sloju, ispunjavajući sve njezine neravnine. Ne ljušte se, ne hvataju se, ne stvrdnjavaju i ne dobivaju snagu, pretvarajući se u materijal poput kamena. Mortovi se koriste za zidanje, završne, sanacijske i druge radove. Klasificiraju se prema srednjoj gustoći: teški s srednjim ρ \u003d 1500 kg / m 3, lagani s srednjim ρ <1500кг/м 3 . По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др. Растворы приготовленные на одном виде вяжущего вещества, называют простыми, из нескольких вяжущих веществ смешанными (цементно-известковый). Строительные растворы приготовленные на воздушных вяжущих, называют воздушными (глиняные, известковые, гипсовые). Состав растворов выражают двумя (простые 1:4) или тремя (смешанные 1:0,5:4) числами, показывающие объёмное соотношение количества вяжущего и мелкого заполнителя. В смешанных растворах первое число выражает объёмную часть основного вяжущего вещества, второе – объёмную часть дополнительного вяжущего вещества по отношению к основному. В зависимости от количества вяжущего вещества и мелкого заполнителя растворные смеси подразделяют на masna- koji sadrži veliku količinu adstringenta. Normalan- s uobičajenim sadržajem adstringenta. Mršav- sadrže relativno malu količinu veziva (niskoplastični). Za pripremu mortova bolje je koristiti pijesak sa zrncima koji imaju hrapavu površinu. Pijesak štiti otopinu od pucanja tijekom stvrdnjavanja, smanjuje njegovu cijenu. Hidroizolacijska rješenja (vodootporna)- cementne žbuke sastava 1: 1 - 1: 3,5 (obično masne), u koje se dodaju cerezit, natrijev amominat, kalcijev nitrat, željezni klorid, bitumenska emulzija. cerezit- predstavlja masu bijele ili žute boje, dobivenu od anilne kiseline, vapna, amonijaka. Ceresite ispunjava male pore, povećava gustoću otopine, čineći je vodootpornom. Za izradu hidroizolacijskih otopina koristi se Portland cement, portland cement otporan na sulfate. Pijesak se koristi kao fini agregat u hidroizolacijskim rješenjima. Mortovi za zidanje- koristi se pri postavljanju kamenih zidova, podzemnih građevina. Oni su cementno-vapno, cementno-glinasti, vapno i cement. Završne (žbukane) otopine- prema namjeni dijele se na vanjske i unutarnje, po položaju u žbuci na pripremne i završne. Akustična rješenja- lagane žbuke s dobrom zvučnom izolacijom. Ove se otopine pripremaju od portland cementa, portland cementa od troske, vapna, gipsa i drugih veziva koristeći lagane porozne materijale (plavućac, perlit, ekspandirana glina, troska) kao punila.PREDAVANJE #5
Obični beton na hidratacijskim vezivima.
- Materijali za obični (topli) beton. Projektiranje sastava betonske mješavine.
Osim djelomičnih ostataka, nalaze se i potpuni ostaci. ALI, koji su definirani kao zbroj svih privatnih ostataka u % na gornjim sitima + privatni ostatak na ovom situ:
Na temelju rezultata prosijavanja pijeska određuje se modul njegove finoće:
gdje ALI– ukupni ostaci na sitima, %. Prema modulu finoće razlikuje se krupni pijesak ( M do >2,5
), prosjek ( M do =2,5…2,0
), mali ( M do =2,0…1,5
), jako malo ( M do =1,5…1,0
) . Ucrtavanjem krivulje prosijavanja pijeska na grafu dopuštenog zrnastog sastava utvrđuje se prikladnost pijeska za izradu betonske mješavine. 1 - laboratorijska krivulja za pijesak i krupni agregat. velika vrijednost u odabiru pijeska za betonsku mješavinu ima svoju međuzrnastu prazninu V P (%)
, koji se određuje formulom: ρ
n.p.- nasipna gustoća pijeska, g / cm 3; ρ
– prava gustoća pijeska, g/cm 3 ; NA dobar pijesak intergranularna šupljina je 30...38%, u različitim zrnima - 40...42%. krupni agregat. Kao krupni agregat betonske mješavine koristi se prirodni ili umjetni drobljeni kamen ili šljunak granulacije od 5 do 70 mm. Kako bi se osigurao optimalan sastav zrna, krupni agregat se dijeli na frakcije ovisno o veličini zrna. D max.; Na D naib=20mm krupni agregat ima dvije frakcije: od 5 do 10 mm i od 10 do 20 mm; Na D naib=40mm - tri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm i od 20 do 40 mm; Na D naib=70mm - četiri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm; od 20 do 40 mm; od 40 do 70 mm. Indeks intergranularne šupljine krupnog agregata ima veliki utjecaj na utrošak cementa u pripremi betonske mješavine. V p.kr (%),
koji se određuje s točnošću od 0,01% po formuli: ρ
n.kr je prosječna nasipna gustoća krupnog agregata. ρ
k.kus je prosječna gustoća krupnog agregata u komadu. Indeks intergranularne šupljine trebao bi biti minimalan. Njegova manja vrijednost može se dobiti odabirom optimalnog zrnastog sastava krupnog agregata. Zrnasti sastav krupnog agregata određuje se prosijavanjem osušenog krupnog agregata setom sita s rupama veličine 70; 40; dvadeset; deset; 5 mm, uzimajući u obzir njegov maksimum D naib i minimum D najam finoća. ruševine- obično umjetni rastresiti materijal s nezaobljenim grubim zrnima, dobiven drobljenjem stijena, krupnog prirodnog šljunka ili umjetnog kamenja. Za određivanje prikladnosti drobljenog kamena potrebno je znati: stvarnu gustoću stijene, prosječnu gustoću drobljenog kamena, prosječnu nasipnu gustoću drobljenog kamena, relativnu međuzrnsku šupljinu i sadržaj vlage drobljenog kamena. Šljunak- rahli prirodni materijal zaobljenih, glatkih zrna, nastao u procesu fizičkog trošenja stijena. Za šljunak vrijede isti zahtjevi kao i za drobljeni kamen. Dodaci. Unošenje aditiva u cement, mort ili betonska mješavina je jednostavan i prikladan način poboljšanje kvalitete cementa, morta i betona. Omogućujući značajno poboljšanje ne samo njihovih svojstava, već i tehničkih i operativnih pokazatelja. Aditivi se koriste u proizvodnji veziva, pripremi mortova i betonskih smjesa. Omogućuju vam promjenu kvalitete betonske smjese i samog betona; koji utječu na obradivost, mehaničku čvrstoću, otpornost na smrzavanje, otpornost na pukotine, vodootpornost, vodonepropusnost, toplinsku vodljivost, otpornost na okoliš. Glavna svojstva betonske mješavine uključuju koheziju (sposobnost održavanja svoje jednolikosti bez raslojavanja tijekom transporta, istovara), homogenost, sposobnost zadržavanja vode (igra značajnu ulogu u formiranju strukture betona, stjecanju čvrstoće, otpornosti na vodu i mraz otpornost), obradivost (njegova sposobnost da brzo uz minimalnu potrošnju energije dobije potrebnu konfiguraciju i gustoću, osiguravajući proizvodnju betona visoke gustoće). Svježe pripremljena betonska smjesa mora biti dobro izmiješana (homogena), pogodna za transport do mjesta polaganja, uzimajući u obzir vremenski uvjeti dok se odupire odvajanju vode i raslojavanju. Zadatak projektiranja i odabira sastava betonske mješavine uključuje izbor potrebne materijale(vezivo i druge komponente) i uspostavljanje njihovog optimalnog količinskog odnosa. Na temelju toga dobiva se betonska mješavina zadanih tehnoloških svojstava, te najekonomičniji i najtrajniji beton koji zadovoljava projektne i pogonske zahtjeve uz najmanji mogući utrošak cementa. Slijedom toga, betonska mješavina projektiranog sastava mora imati nerazdvojnost, potrebnu obradivost, koheziju, a beton izrađen od ove mješavine mora imati tražena svojstva: gustoću, čvrstoću, otpornost na mraz, otpornost na vodu. Najjednostavniji način projektiranja sastava betonske mješavine je proračun po apsolutnim volumenima, koji se temelji na činjenici da pripremljena, postavljena i zbijena betonska smjesa ne smije imati šupljine. Dizajn sastava provodi se prema trenutnim preporukama i normativni dokumenti ovim redom: I izdašnost betona:
Omjer izlaza betona β treba biti unutar 0,55 ... 0,75. Projektirani sastav betonske mješavine određen je na ispitnim šaržama. Također provjeravaju pokretljivost betonske smjese. Ako je pokretljivost betonske smjese veća od potrebne, tada se u smjesu dodaju voda i cement u malim obrocima, uz održavanje konstantnog omjera V/C dok pokretljivost betonske mješavine ne postane jednaka navedenoj. Ako je pokretljivost veća od navedene, dodaju se pijesak i krupni agregat (u obrocima od 5% izvorne količine), uz održavanje odabranog omjera V/C. Na temelju rezultata ispitnih šarža prilagođava se projektirani sastav betonske mješavine, s obzirom na to da su u proizvodnim uvjetima korišteni pijesak i krupni agregat u mokrom stanju, a krupni agregat ima nešto upijanja vode, potrošnje ( l Dokument
Važne mjere za daljnje unapređenje vodnogospodarske gradnje su poboljšanje kvalitete radova, maksimalno smanjenje vremena izgradnje i smanjenje troškova, što je usko povezano s racionalnim korištenjem
Građevinski materijal građevinsko i obložno kamenje
DokumentUtroba regije Sahalin sadrži značajne rezerve raznih vrsta građevinskog materijala. Istražene rezerve i predviđeni resursi magmatskih, metamorfnih i sedimentnih stijena pogodnih za korištenje kao
Proširenje uporabe montažnih elemenata zgrada i građevina, kompleksna mehanizacija svih građevinskih i montažnih procesa i primjena protočne organizacije rada
DokumentOsnova za industrijalizaciju izgradnje poljoprivrednih objekata je proširenje uporabe montažnih elemenata zgrada i građevina, sveobuhvatna mehanizacija svih građevinskih i instalacijskih procesa i korištenje protočne organizacije rada.
Kontrola kvalitete polimernih građevnih materijala plinskom kromatografijom pomoću radijacijski modificiranih sorbenata 05. 23. 05 Građevinski materijali i proizvodi
Sažetak disertacijeOpće informacije o građevinskim materijalima.
U procesu izgradnje, rada i popravka zgrada i građevina, građevinski proizvodi i konstrukcije od kojih su izgrađeni podvrgnuti su različitim fizičkim, mehaničkim, fizičkim i tehnološkim utjecajima. Hidroinženjer je dužan kompetentno odabrati pravi materijal, proizvod ili konstrukciju koja ima dovoljnu otpornost, pouzdanost i trajnost za specifične uvjete.
PREDAVANJE #1
Opći podaci o građevinskim materijalima i njihovim osnovnim svojstvima.
Građevinski materijali i proizvodi koji se koriste u izgradnji, rekonstrukciji i popravcima raznih zgrada i građevina dijele se na prirodne i umjetne, koje se pak dijele u dvije glavne kategorije: prva kategorija uključuje: ciglu, beton, cement, drvo itd. koriste se tijekom izgradnje različitih elemenata zgrada (zidovi, stropovi, obloge, podovi). U drugu kategoriju - posebna namjena: hidroizolacija, toplinska izolacija, akustika itd.
Glavne vrste građevinskih materijala i proizvoda su: prirodni kameni građevinski materijali od njih; veziva, anorganska i organska; šumski materijali i proizvodi od njih; hardver. Ovisno o namjeni, uvjetima izgradnje i rada zgrada i građevina, odabiru se odgovarajući građevinski materijali koji imaju određene kvalitete i zaštitna svojstva od izlaganja raznim vanjskim okruženjima. S obzirom na te značajke, svaki građevinski materijal mora imati određena građevinsko-tehnička svojstva. Na primjer, materijal za vanjske zidove zgrada trebao bi imati najnižu toplinsku vodljivost s dovoljnom čvrstoćom da zaštiti prostoriju od vanjske hladnoće; materijal konstrukcije za potrebe navodnjavanja i odvodnje - vodonepropusnost i otpornost na naizmjenično vlaženje i isušivanje; skupi materijal za kolnik (asfalt, beton) mora imati dovoljnu čvrstoću i nisku abraziju da izdrži prometna opterećenja.
Pri razvrstavanju materijala i proizvoda mora se imati na umu da moraju imati dobro Svojstva i kvalitete.
Vlasništvo- svojstvo materijala koje se očituje u procesu njegove obrade, primjene ili rada.
Kvaliteta- skup svojstava materijala koji određuju njegovu sposobnost ispunjavanja određenih zahtjeva u skladu s njegovom namjenom.
Svojstva građevinskih materijala i proizvoda klasificiraju se u tri glavne skupine: fizičke, mehaničke, kemijske, tehnološke i tako dalje .
Do kemijski uključuju sposobnost materijala da se odupru djelovanju kemijski agresivnog okruženja, izazivajući u njima reakcije izmjene koje dovode do uništenja materijala, promjene njihovih izvornih svojstava: topljivost, otpornost na koroziju, otpornost na raspadanje, stvrdnjavanje.
Fizička svojstva: prosječna, nasipna, prava i relativna gustoća; poroznost, vlažnost, gubitak vlage, toplinska vodljivost.
Mehanička svojstva: krajnja čvrstoća na pritisak, vlak, savijanje, smik, elastičnost, plastičnost, krutost, tvrdoća.
Tehnološka svojstva: obradivost, otpornost na toplinu, taljenje, stvrdnjavanje i brzina sušenja.
Fizikalna i kemijska svojstva materijala.
Prosječna gustoća ρ 0 masa m jedinica volumena V 1 apsolutno suhi materijal u svom prirodnom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .
Nasipna gustoća rasutih materijala ρ n masa m jedinica volumena V n osušeni rastresiti materijal; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .
Prava gustoća ρ masa m jedinica volumena V materijal u apsolutno gustom stanju; izražava se u g/cm 3 , kg/l, kg/m 3 .
Relativna gustoća ρ(%) je stupanj ispunjenosti volumena materijala čvrstom tvari; karakteriziran je omjerom ukupnog volumena krutine V u građi na cijeli volumen građe V 1 odnosno omjer prosječne gustoće materijala ρ 0 na njegovu pravu gustoću ρ: , odn.
Poroznost P - stupanj ispunjenosti volumena materijala porama, šupljinama, plinsko-zračnim inkluzijama:
za čvrste materijale: , za rastresite materijale:
Higroskopnost- sposobnost materijala da upija vlagu iz okoline i zgušnjava je u masi materijala.
VlažnostW (%) - omjer mase vode u materijalu mu= m 1 - m do svoje mase u potpuno suhom stanju m:
Upijanje vode NA - karakterizira sposobnost materijala u dodiru s vodom da je upije i zadrži u svojoj masi. Razlikovati masu U M i volumetrijski Za otprilike upijanje vode.
Masovno upijanje vode (%) - omjer mase vode koju je materijal apsorbirao mu na masu materijala u potpuno suhom stanju m:
Volumetrijska apsorpcija vode (%) - omjer volumena vode koju je materijal apsorbirao mu/ ρ u na svoj volumen u stanju zasićenom vodom V 2 :
Povratak vlage- sposobnost materijala da odaje vlagu.
Mehanička svojstva materijala.
Čvrstoća na pritisakR – omjer prekidne sile P(N) na površinu poprečnog presjeka uzorka F(vidi 2). Ovisi o veličini uzorka, brzini primjene opterećenja, obliku uzorka i vlažnosti.
Vlačna čvrstoćaR R - omjer prekidnog opterećenja R na izvornu površinu poprečnog presjeka uzorka F.
Čvrstoća na savijanjeR i - utvrđuje se na posebno izrađenim gredama.
Krutost- svojstvo materijala da daje male elastične deformacije.
Tvrdoća- sposobnost materijala (metal, beton, drvo) da se odupre prodiranju u njega pod stalnim opterećenjem čelične kuglice.
PREDAVANJE №2
prirodni kameni materijali.
Klasifikacija i glavne vrste stijena.
Kao prirodni kameni materijali u građevinarstvu koriste se stijene koje imaju potrebna građevna svojstva.
Prema geološkoj klasifikaciji stijene se dijele u tri vrste:
1) magmatski (primarni), 2) sedimentni (sekundarni) i 3) metamorfni (modificirani).
1) Magmatske (primarne) stijene nastao kada se rastopljena magma koja je izronila iz dubine zemlje ohladila. Struktura i svojstva magmatskih stijena uvelike ovise o uvjetima hlađenja magme, pa se stoga ove stijene dijele na duboko i izlio se.
Duboke stijene nastale su pri polaganom hlađenju magme u dubini zemljine kore pri visokim pritiscima gornjih slojeva zemlje, što je doprinijelo nastanku stijena guste zrnasto-kristalne strukture, visoke i srednje gustoće te visoke tlačne čvrstoće . Ove stijene imaju nisku apsorpciju vode i visoku otpornost na mraz. Ove stijene uključuju granit, sijenit, diorit, gabro itd.
izljevne stijene nastali su tijekom oslobađanja magme na zemljinu površinu tijekom relativno brzog i neravnomjernog hlađenja. Najčešće izljevne stijene su porfir, dijabaz, bazalt i rastresite vulkanske stijene.
2) Sedimentne (sekundarne) stijene nastale od primarnih (mamatskih) stijena pod utjecajem temperaturnih promjena, sunčevog zračenja, djelovanja vode, atmosferskih plinova itd. S tim u vezi sedimentne stijene dijelimo na klastičan (labav), kemijski i organogeni.
do klastičnog labave stijene uključuju šljunak, drobljeni kamen, pijesak, glinu.
Kemijske sedimentne stijene: vapnenac, dolomit, gips.
Organogene stijene: školjkast vapnenac, dijatomit, kreda.
3) Metamorfne (modificirane) stijene nastale od magmatskih i sedimentnih stijena pod utjecajem visokih temperatura i tlakova u procesu izdizanja i spuštanja zemljine kore. To uključuje škriljevac, mramor, kvarcit.
Klasifikacija i glavne vrste materijala od prirodnog kamena.
Prirodni kameni materijali i proizvodi dobivaju se obradom stijena.
Po načinu dobivanja kameni materijali se dijele na usitnjeni kamen (ali) - vade se eksplozivnim putem; grubo rezani kamen - dobiva se cijepanjem bez obrade; drobljeni - dobiveni drobljenjem (drobljeni kamen, umjetni pijesak); sortirani kamen (kaldrma, šljunak).
Kameni materijali po obliku se dijele na kamenje nepravilnog oblika (lomljenac, šljunak) i komadne proizvode pravilnog oblika (ploče, blokovi).
ruševine- šiljasti komadi stijena veličine od 5 do 70 mm, dobiveni mehaničkim ili prirodnim drobljenjem buta (krpanog kamena) ili prirodnog kamenja. Koristi se kao grubi agregat za pripremu betonskih mješavina, temelja.
Šljunak- zaobljeni komadi stijena veličine od 5 do 120 mm, koji se koriste i za pripremu umjetnih mješavina šljunka i drobljenog kamena.
- rastresita mješavina kamenih zrnaca veličine od 0,14 do 5 mm. Obično nastaje kao rezultat trošenja stijena, ali se može dobiti i umjetnim putem - drobljenjem šljunka, lomljenog kamena i komada stijena.
PREDAVANJE №3
Hidracijska (anorganska) veziva.
1. Zračna veziva.
2. Hidraulička veziva.
Hidracijska (anorganska) veziva nazivaju se fino usitnjeni materijali (praškovi), koji pomiješani s vodom tvore plastično tijesto koje se u procesu kemijske interakcije s njim može stvrdnuti i dobiti na čvrstoći, dok u njega unesene agregate veže u jedan monolit, obično kamene materijale ( pijesak, šljunak, drobljeni kamen) , čime se formira umjetni kamen kao što je pješčenjak, konglomerat.
Hidrostatska veziva se dijele na zrak(otvrdnjavanje i dobivanje čvrstoće samo na zraku) i hidraulički(kaljenje u vlažnoj, zračnoj sredini i pod vodom).
Građevinsko zračno vapnoCaO - proizvod umjerenog pečenja na 900-1300 ° C prirodnih karbonatnih stijena CaCO3 koji sadrži do 8% nečistoća gline (vapnenac, dolomit, kreda itd.). Prženje se provodi u oknima i rotacijskim pećima. Najraširenije šahtne peći. Prilikom spaljivanja vapnenca u šahtnoj peći, materijal koji se kreće u oknu odozgo prema dolje prolazi kroz tri zone uzastopno: zonu zagrijavanja (sušenje sirovina i oslobađanje hlapljivih tvari), zonu pečenja (razgradnja tvari) i zona hlađenja. U zoni grijanja vapnenac se zagrijava do 900°C zbog topline koja dolazi iz zone pečenja od plinovitih produkata izgaranja. U zoni paljbe izgaranje goriva i razgradnja vapnenca CaCO3 na vapnu CaO i ugljikov dioksid CO2 na 1000-1200°C. U zoni hlađenja spaljeni vapnenac se hladnim zrakom koji se kreće prema gore hladi na 80-100°C.
Kao rezultat prženja, ugljični dioksid se potpuno gubi i grudast, živo vapno se dobiva u obliku komadića bijele ili sive boje. Grudasto živo vapno je proizvod od kojeg se dobivaju različite vrste građevinskog zračnog vapna: mljeveno živo vapno u prahu, vapneno tijesto.
Građevinsko zračno vapno raznih vrsta koristi se u pripremi mortova za zidanje i žbukanje, niskokvalitetnog betona (rad u zračno suhim uvjetima), proizvodnji gustih silikatnih proizvoda (opeke, veliki blokovi, ploče) i proizvodnji miješanih cementi.
Hidrotehničke i hidromelioracijske građevine a strukture rade u uvjetima stalne izloženosti vodi. Ovi teški radni uvjeti konstrukcija i konstrukcija zahtijevaju upotrebu veziva koja imaju ne samo potrebna svojstva čvrstoće, već i otpornost na vodu, otpornost na smrzavanje i otpornost na koroziju. Takva svojstva imaju hidraulička veziva.
hidraulično vapno dobiven umjerenim pečenjem prirodnih lapora i laporastih vapnenaca na 900-1100°C. Lapor i laporasti vapnenac koji se koristi za proizvodnju hidrauličkog vapna sadrži od 6 do 25% primjesa gline i pijeska. Njegova hidraulička svojstva karakteriziraju hidraulički (ili glavni) modul ( m), koji predstavlja omjer u postocima sadržaja kalcijevih oksida prema sadržaju zbroja oksida silicija, aluminija i željeza:
Hidraulično vapno je tvar koja se sporo veže i sporo stvrdnjava. Koristi se za pripremu mortova, niskokvalitetnih betona, lakih betona, u proizvodnji betonskih mješavina.
Portland cement- hidrauličko vezivo, dobiveno spajanjem, finim mljevenjem klinkera i dvovodnog gipsa. klinker- proizvod pečenja prije sinteriranja (na t> 1480 °C) homogene, prirodne ili sirove mješavine vapnenca ili gipsa određenog sastava. Sirova masa se peče u rotacijskim pećima.
Portland cement se koristi kao vezivo u pripremi cementnih mortova i betona.
Šljaka Portland cement- u svom sastavu ima hidraulički dodatak u obliku granulirane, visoke peći ili elektrotermofosforne troske, ohlađene prema posebnom režimu. Dobiva se zajedničkim mljevenjem portland cementnog klinkera (do 3,5%), troske (20 ... 80%) i gipsanog kamena (do 3,5%). Portland cement od troske ima spor porast čvrstoće u početnim fazama stvrdnjavanja, međutim, u budućnosti se povećava stopa povećanja čvrstoće. Osjetljiva je na temperaturu okoline, otporna na meke sulfatne vode i smanjene otpornosti na mraz.
karbonatni portland cement dobiven zajedničkim mljevenjem cementnog klinkera s 30% vapnenca. Ima smanjeno oslobađanje topline tijekom stvrdnjavanja, povećanu otpornost.
PREDAVANJE №4
Građevinska rješenja.
Opće informacije.
Mortovi su pažljivo dozirane sitnozrnate smjese koje se sastoje od anorganskog veziva (cement, vapno, gips, glina), sitnog agregata (pijesak, drobljena troska), vode i po potrebi dodataka (anorganskih ili organskih). U svježe pripremljenom stanju mogu se polagati na podlogu u tankom sloju, ispunjavajući sve njezine neravnine. Ne ljušte se, ne hvataju se, ne stvrdnjavaju i ne dobivaju snagu, pretvarajući se u materijal poput kamena. Mortovi se koriste za zidanje, završne, sanacijske i druge radove. Klasificiraju se prema srednjoj gustoći: teški s srednjim ρ \u003d 1500 kg / m 3, lagani s srednjim ρ <1500кг/м 3 . По назначению: гидроизоляционные, талтопогенные, инъекционные, кладочные, отделочные и др.
Otopine pripremljene na jednoj vrsti veziva nazivaju se jednostavnim, miješanim od nekoliko veziva (cementno-vapno). Mortovi pripremljeni sa zračnim vezivima nazivaju se zračni mortovi (glina, vapno, gips). Sastav otopina izražava se u dva (jednostavna 1:4) ili tri (mješovita 1:0,5:4) broja, koji pokazuju volumni odnos količine veziva i sitnog agregata. U mješovitim rješenjima, prvi broj izražava volumetrijski dio glavnog veziva, drugi - volumetrijski dio dodatnog veziva u odnosu na glavni. Ovisno o količini veziva i sitnog agregata, mortne mješavine dijelimo na masna- koji sadrži veliku količinu adstringenta. Normalan- s uobičajenim sadržajem adstringenta. Mršav- sadrže relativno malu količinu veziva (niskoplastični).
Za pripremu mortova bolje je koristiti pijesak sa zrncima koji imaju hrapavu površinu. Pijesak štiti otopinu od pucanja tijekom stvrdnjavanja, smanjuje njegovu cijenu.
Hidroizolacijska rješenja (vodootporna)- cementne žbuke sastava 1: 1 - 1: 3,5 (obično masne), u koje se dodaju cerezit, natrijev amominat, kalcijev nitrat, željezni klorid, bitumenska emulzija.
cerezit- predstavlja masu bijele ili žute boje, dobivenu od anilne kiseline, vapna, amonijaka. Ceresite ispunjava male pore, povećava gustoću otopine, čineći je vodootpornom.
Za izradu hidroizolacijskih otopina koristi se Portland cement, portland cement otporan na sulfate. Pijesak se koristi kao fini agregat u hidroizolacijskim rješenjima.
Mortovi za zidanje- koristi se pri postavljanju kamenih zidova, podzemnih građevina. Oni su cementno-vapno, cementno-glinasti, vapno i cement.
Završne (žbukane) otopine- prema namjeni dijele se na vanjske i unutarnje, po položaju u žbuci na pripremne i završne.
Akustična rješenja- lagane žbuke s dobrom zvučnom izolacijom. Ove se otopine pripremaju od portland cementa, portland cementa od troske, vapna, gipsa i drugih veziva koristeći lagane porozne materijale (plavućac, perlit, ekspandirana glina, troska) kao punila.
PREDAVANJE #5
Obični beton na hidratacijskim vezivima.
1. Materijali za obični (topli) beton.
2. Projektiranje sastava betonske mješavine.
Beton- umjetni kameni materijal dobiven kao rezultat stvrdnjavanja betonske mješavine, koji se sastoji od hidratiziranih veziva (cementiranje), sitnih (pijesak) i krupnih (drobljenac, šljunak) agregata, vode i, po potrebi, dodataka doziranih u određenoj količini. omjer.
Cement. Prilikom pripreme betonske mješavine, vrsta cementa koji se koristi i njegova marka ovise o radnim uvjetima buduće betonske konstrukcije ili strukture, njihovoj namjeni i načinu rada.
Voda. Za pripremu betonske smjese koristi se obična voda za piće koja ne sadrži štetne nečistoće koje sprječavaju stvrdnjavanje cementnog kamena. Zabranjeno je koristiti otpadne, industrijske i kućne vode, močvarne vode za pripremu betonske mješavine.
fini agregat. Kao sitni agregat koristi se prirodni ili umjetni pijesak. Veličina zrna od 0,14 do 5 mm prave gustoće preko ρ >1800 kg/m 3 . Umjetni pijesak dobiva se drobljenjem gustih, teških stijena. Pri ocjeni kakvoće pijeska utvrđuje se njegova stvarna gustoća, prosječna nasipna gustoća, međuzrnasta šupljina, sadržaj vlage, zrnasti sastav i modul krupnoće. Osim toga, potrebno je istražiti dodatne kvalitativne pokazatelje pijeska - oblik zrna (oštar kut, zaobljenost ...), hrapavost itd. Žitarica ili granulometrijski sastav pijeska mora ispunjavati zahtjeve GOST 8736-77. Određuje se prosijavanjem osušenog pijeska kroz set sita s rupama veličine 5,0; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315 i 0,14 mm. Kao rezultat prosijavanja uzorka pijeska kroz ovaj set sita, na svakom od njih ostaje talog, tzv. privatnia ja. Nalazi se kao omjer mase ostatka na određenom situ m i na masu cijelog uzorka pijeska m:
Osim djelomičnih ostataka, nalaze se i potpuni ostaci. ALI, koji su definirani kao zbroj svih privatnih ostataka u % na gornjim sitima + privatni ostatak na ovom situ:
Na temelju rezultata prosijavanja pijeska određuje se modul njegove finoće:
gdje ALI– ukupni ostaci na sitima, %.
Prema modulu finoće razlikuje se krupni pijesak ( M do >2,5), prosjek ( M k \u003d 2,5 ... 2,0), mali ( M k \u003d 2,0 ... 1,5), jako malo ( M k \u003d 1,5 ... 1,0) .
Ucrtavanjem krivulje prosijavanja pijeska na grafu dopuštenog zrnastog sastava utvrđuje se prikladnost pijeska za izradu betonske mješavine.
1 - laboratorijska krivulja za pijesak i krupni agregat.
Od velike važnosti u odabiru pijeska za betonsku mješavinu je njegova međuzrnasta šupljina. VP(%) , koji se određuje formulom:
ρ n.s.- nasipna gustoća pijeska, g / cm 3;
ρ – prava gustoća pijeska, g/cm 3 ;
U dobrim pijescima međuzrnasta šupljina je 30...38%, u pijescima nejednakog zrna 40...42%.
krupni agregat. Kao krupni agregat betonske mješavine koristi se prirodni ili umjetni drobljeni kamen ili šljunak granulacije od 5 do 70 mm.
Kako bi se osigurao optimalan sastav zrna, krupni agregat se dijeli na frakcije ovisno o veličini zrna. D max.; Na D naib=20mm krupni agregat ima dvije frakcije: od 5 do 10 mm i od 10 do 20 mm;
Na D naib=40mm - tri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm i od 20 do 40 mm;
Na D naib=70mm - četiri frakcije: od 5 do 10 mm; od 10 do 20 mm; od 20 do 40 mm; od 40 do 70 mm. Indeks intergranularne šupljine krupnog agregata ima veliki utjecaj na utrošak cementa u pripremi betonske mješavine. Vp.kr(%), koji se određuje s točnošću od 0,01% po formuli:
ρ n.cr je prosječna nasipna gustoća krupnog agregata.
ρ c.cus je prosječna gustoća krupnog agregata u komadu.
Indeks intergranularne šupljine trebao bi biti minimalan. Njegova manja vrijednost može se dobiti odabirom optimalnog zrnastog sastava krupnog agregata.
Zrnasti sastav krupnog agregata utvrđuje se prosijavanjem osušenog krupnog agregata setom sita s rupama veličine 70; 40; dvadeset; deset; 5 mm, uzimajući u obzir njegov maksimum D naib i minimum D zapošljavanje finoća.
ruševine- obično umjetni rastresiti materijal s nezaobljenim grubim zrnima, dobiven drobljenjem stijena, krupnog prirodnog šljunka ili umjetnog kamenja. Za određivanje prikladnosti drobljenog kamena potrebno je znati: stvarnu gustoću stijene, prosječnu gustoću drobljenog kamena, prosječnu nasipnu gustoću drobljenog kamena, relativnu međuzrnsku šupljinu i sadržaj vlage drobljenog kamena.
Šljunak- rahli prirodni materijal zaobljenih, glatkih zrna, nastao u procesu fizičkog trošenja stijena. Za šljunak vrijede isti zahtjevi kao i za drobljeni kamen.
Dodaci. Uvođenje aditiva u cement, mort ili betonsku smjesu je jednostavan i praktičan način poboljšanja kvalitete cementa, morta i betona. Omogućujući značajno poboljšanje ne samo njihovih svojstava, već i tehničkih i operativnih pokazatelja. Aditivi se koriste u proizvodnji veziva, pripremi mortova i betonskih mješavina. Omogućuju vam promjenu kvalitete betonske smjese i samog betona; koji utječu na obradivost, mehaničku čvrstoću, otpornost na smrzavanje, otpornost na pukotine, vodootpornost, vodonepropusnost, toplinsku vodljivost, otpornost na okoliš.
Glavna svojstva betonske mješavine uključuju koheziju (sposobnost održavanja svoje jednolikosti bez raslojavanja tijekom transporta, istovara), homogenost, sposobnost zadržavanja vode (igra značajnu ulogu u formiranju strukture betona, stjecanju čvrstoće, otpornosti na vodu i mraz otpornost), obradivost (njegova sposobnost da brzo uz minimalnu potrošnju energije dobije potrebnu konfiguraciju i gustoću, osiguravajući proizvodnju betona visoke gustoće).
Svježe pripremljena betonska smjesa mora biti dobro izmiješana (homogena), pogodna za transport do mjesta ugradnje, uzimajući u obzir vremenske uvjete, otporna na odvajanje vode i raslojavanje.
Zadatak projektiranja i odabira sastava betonske mješavine uključuje izbor potrebnih materijala (veziva i ostalih komponenti) i uspostavljanje njihovog optimalnog količinskog omjera. Na temelju toga dobiva se betonska mješavina zadanih tehnoloških svojstava, te najekonomičniji i najtrajniji beton koji zadovoljava projektne i pogonske zahtjeve uz najmanji mogući utrošak cementa. Slijedom toga, betonska mješavina projektiranog sastava mora imati nerazdvojnost, potrebnu obradivost, koheziju, a beton izrađen od ove mješavine mora imati tražena svojstva: gustoću, čvrstoću, otpornost na mraz, otpornost na vodu.
Najjednostavniji način projektiranja sastava betonske mješavine je proračun po apsolutnim volumenima, koji se temelji na činjenici da pripremljena, postavljena i zbijena betonska smjesa ne smije imati šupljine.
Dizajn sastava provodi se prema trenutnim preporukama i regulatornim dokumentima u sljedećem redoslijedu:
1. Dodijeliti za zadanu marku betona Rb racionalna marka cementa Rc.
2. Odredite vodocementni omjer V/C, za obični beton sa V/C ≥0,4: W/C=ARc/(Rb+0,5 ARc) ; gdje Rc - marka cementa; Rb- marka betona; ALI- koeficijent koji uzima u obzir kvalitetu korištenih komponenti.
3. Dodijelite približnu potrošnju vode po 1 m 3 betonske mješavine. Potrošnja vode potrebna za dobivanje betonske smjese zadane mobilnosti ne ovisi samo o vrsti i krupnoći agregata, već i o obliku i hrapavosti zrna.
4. Izračunajte potrošnju cementa (kg po 1 m 3 betona) prema pronađenom omjeru V/C i prihvaćena procijenjena potrošnja vode: ;
5. Potrošnja agregata izračunava se pod uvjetom da je zbroj apsolutnih volumena svih sastavnih materijala betona jednak 1 m 3 postavljene i zbijene betonske mješavine:
C, V, P, Kr- trošak cementa, vode, pijeska, grubog agregata po 1 m 3 smjese, kg.
ρ c, ρ c, ρ p, ρ kr- gustoća ovih materijala, kg / m 3;
- njihove apsolutne zapremine, m3.
Formule za određivanje potrošnje agregata (kg po 1 m 3 betona):
krupni agregat:
r- koeficijent. odvajanje krupnog agregata, uzeto približno (tablični podaci)
P cr– praznina velikog punila.
Ρ n.cr- nasipna gustoća krupnog agregata.
sitni agregat (pijesak):
6. Izračunajte izračunatu prosječnu gustoću betonske mješavine:
i koeficijent učinka betona:
Omjer izlaza betona β treba biti unutar 0,55 ... 0,75.
Projektirani sastav betonske mješavine određen je na ispitnim šaržama. Također provjeravaju pokretljivost betonske smjese. Ako je pokretljivost betonske smjese veća od potrebne, tada se u smjesu dodaju voda i cement u malim obrocima, uz održavanje konstantnog omjera V/C dok pokretljivost betonske mješavine ne postane jednaka navedenoj. Ako je pokretljivost veća od navedene, dodaju se pijesak i krupni agregat (u obrocima od 5% izvorne količine), uz održavanje odabranog omjera V/C. Na temelju rezultata ispitnih šarža prilagođava se projektirani sastav betonske mješavine, s obzirom na to da su u proizvodnim uvjetima korišteni pijesak i krupni agregat u mokrom stanju, a krupni agregat ima nešto upijanja vode, potrošnje ( l) potrebna voda za pripremu 1 m 3 betonske mješavine određena je formulom:
NA- potrošnja pronađene (izračunate) vode, l / m 3
P, Cr- potrošnja pijeska i grubog agregata, kg / m 3
WP, Wkr – sadržaj vlage pijeska i krupnog agregata, %.
U kr– upijanje vode grubog punila, %.
PREDAVANJE #6
1. Priprema, transport i polaganje betonske mješavine. Njega i kontrola kvalitete svježe postavljenog betona.
2. Hidrotehnički beton.
3. Beton specijalnih vrsta.
Betonske mješavine pripremaju se u stacionarnim betonarama ili u mobilnim betonarama. Na kvalitetu betonske smjese (homogenost) utječe kvaliteta njenog miješanja tijekom procesa pripreme. Vrijeme miješanja je nekoliko minuta. Ponovno miješanje betonske smjese dopušteno je unutar 3 ... 5 sati od trenutka njegove pripreme. Najvažniji uvjet za pripremu betonske smjese je pažljivo doziranje sastavnih materijala. Dopušteno je odstupanje u dozama najviše ±1% po težini za cement i vodu, odnosno najviše ±2% za agregate. Pripremljena betonska mješavina isporučuje se na mjesto polaganja posebnim vozila. Trajanje transporta gotove betonske mješavine do mjesta polaganja ne smije biti duže od 1 sata. Trenutno se betonska mješavina polaže mehanizirano uz pomoć betonskih opločnika, razdjelnika betona. Zbijanje betonske smjese tijekom polaganja osigurava kvalitetno ispunjavanje svih praznina smjesom. Vibracija je najčešća metoda zbijanja betonske smjese. Kada betonska smjesa vibrira, trenje između njenih komponenti se smanjuje, fluidnost se povećava, smjesa prelazi u stanje teške viskozne tekućine i zbija se pod djelovanjem vlastite težine. Tijekom procesa zbijanja, zrak se uklanja iz betonske smjese i beton dobiva dobru gustoću. Za poboljšanje strukture betona, povećanje njegove čvrstoće, otpornosti na smrzavanje, otpornosti na vodu, ponovno vibriranje betonske smjese se koristi nakon 1,5-2 sata. od trenutka prve vibracije.
Odgovarajuća njega svježe postavljenog betona ključna je za dobivanje betona visoke kvalitete. Nedostatak brige o svježe postavljenom betonu može rezultirati lošom kvalitetom betona. Glavne mjere njege betona su prekrivanje dobro navlaženom vrećom, pijeskom, piljevinom, premazivanjem sastavom koji stvara film. Pokrijte najkasnije 30 minuta nakon zbijanja betonske smjese.
Zimi postoje sljedeći načini njege: bez grijanja i s umjetnim grijanjem. Metode bez grijanja uključuju metode termos s dodacima protiv smrzavanja. Umjetno zagrijavanje betona provodi se električnim grijanjem, parnim grijanjem, grijanjem zraka.
Beton koji se koristi u izgradnji hidrotehničkih objekata i objekata za navodnjavanje, stalno ili povremeno ispran vodom, naziva se hidrotehnika. Hidraulički beton mora imati ne samo čvrstoću, otpornost na smrzavanje, već i otpornost na vodu i otpornost na vodu, što će osigurati njegov dugi vijek trajanja u vodenom okruženju.
Ovisno o položaju u odnosu na razinu vode, hidrobeton u konstrukcijama ili konstrukcijama se dijeli na pod vodom- stalno u vodi; zone promjenjive razine- podvrgnuti povremenom pranju vodom; površinski- nalazi se iznad zone promjenjive razine. Prema površini konstrukcija, hidrobeton se dijeli na masivni i nemasivni, a prema položaju u konstrukciji na vanjske i unutarnje zone.
Glavna konstrukcijsko-tehnička svojstva hidrauličkog betona- otpornost na vodu, otpornost na smrzavanje, upijanje vode, čvrstoća, otpornost na agresivne učinke vode, stvaranje topline, trajnost, pokretljivost i krutost betonske mješavine.
Portland cement se koristi kao vezivo za hidraulički beton. Za poboljšanje kvalitete hidrotehničkog betona preporuča se u njega dodati aditive koji mogu smanjiti volumensko širenje, skupljanje i potrebu za vodom. Pijesak za hidrotehničke betone koristi se grubi, srednje krupni i fini prirodni ili umjetni, od tvrdih i gustih stijena. Kao krupni agregat za hidraulički beton koristi se šljunak, drobljeni kamen iz stijena.
Ekstra teški beton- koriste se za posebne zaštitne objekte (za zaštitu od radioaktivnog djelovanja). Ima prosječnu gustoću preko 2500 kg/m 3 . Kao punilo koriste se magnetit, limonit, hidrogenit, hematit, barit, što određuje i naziv betona - magnetit, limonit, barit, ... Veziva u ovom betonu su portland cement, portland slag cement i aluminasti cement.
cestovni beton- koristi se u izgradnji cesta, aerodroma, gradskih ulica. Za pripremu betonske mješavine za ceste koriste se visokokvalitetni materijali. Kao vezivo koristi se plastificirani portland cement.
suhi beton- ovo je suha betonska mješavina, tvornički dozirana od suhih komponenti (cement, pijesak, krupni agregat...). Na mjestu polaganja betonska smjesa se miješa s vodom u betonskim mješalicama ili direktno u automješalicama.
PREDAVANJE №7
Betonski i armiranobetonski proizvodi u izgradnji navodnjavanja i odvodnje.
Opće informacije.
Ojačani beton- Riječ je o umjetnom materijalu koji predstavlja beton unutar kojeg se nalazi čelična armatura. Čelična armatura dobro percipira ne samo tlačne, već i vlačne sile koje se javljaju u konstrukciji tijekom ekscentrične kompresije, napetosti i savijanja. Armiranobetonske konstrukcije mogu biti monolitne, kada se betoniranje izvodi izravno na gradilištu, i montažne, kada se konstrukcije proizvode u tvornicama.
Prefabricirani betonski i armiranobetonski proizvodi klasificiraju se prema vrsti betona: cementni, silikatni; unutarnja struktura: čvrsta i šuplja; po dogovoru: za stambene, javne, industrijske, vodoprivredne i druge zgrade i građevine.
Armiranobetonske konstrukcije, konstrukcije i proizvodi izrađuju se od običnog betona najmanje 200, lakog betona najmanje 50 i gustog silikatnog betona najmanje 100. Beton 200 koristi se za izradu proizvodi od malo opterećenog betona i armiranog betona, koji rade uglavnom na kompresiju. Betonski razredi 300, 400, 500, 600 koriste se u proizvodnji proizvoda od armiranog betona s velikim nosivost.
Beton koji se koristi za izradu betonskih i armiranobetonskih proizvoda, konstrukcija i konstrukcija za navodnjavanje mora osigurati njihovu pouzdanost i trajnost.
Za izradu običnih (nenapregnutih) armiranobetonskih monolitnih konstrukcija, kao i montažnih proizvoda i konstrukcija, koriste se zavarene mreže i okviri, valjane mreže od vruće valjane čelične armature. U proizvodnji nenapregnutih konstrukcija i proizvoda koristi se žica visoke čvrstoće i armaturna užad. Armatura je prethodno razvučena (zategnuta). Zatezanje armature provodi se prije betoniranja uz pomoć raznih ankera i stezaljki. Nakon polaganja, stvrdnjavanja betonske smjese i dobivanja čvrstoće betonom, krajevi armature se oslobađaju (odsijecaju) i u nastojanju da se vrate u prvobitno stanje naprežu (sabijaju) beton. Prilikom ugradnje napregnutih konstrukcija armatura se postavlja u posebne kanale, nakon čega se isteže na način da se tijekom procesa rastezanja ovi elementi sabijaju u konstrukciju. Nakon postizanja potrebne kompresije konstrukcije i rastezanja armature, njeni krajevi se sidre, a kanali u kojima prolazi armatura su monolitni visoke čvrstoće. cementni mort. Kada otopina dobije potrebnu čvrstoću, krajevi armature se odrežu, zbog čega konstrukcija dobiva napetost, što omogućuje povećanje njezine nosivosti.
Prefabricirani betonski proizvodi.
Drenažne cijevi od zemljanog silikatnog betona izrađeni su od mješavine lokalnog tla (pijesak, pjeskovita ilovača, ilovača), mljevene troske i alkalne komponente. Duljina cijevi 333 mm, unutarnji promjer 50; 70; 100; 150 mm, debljina stijenke 10; petnaest; 20 mm. Imaju visoku nosivost, otpornost na mraz. Koriste se u izradi zatvorenih drenažnih odvlaživača zraka.
Drenažne cijevi od filter betona proizveden sloj-po-sloj prešanjem. Duljina cijevi 500, 600, 900 mm, unutarnji promjer 100, 150 i 200 mm, debljina stijenke 25, 30, 40 mm. Namijenjeni su za uređaj zatvorene drenaže.
temeljni stupovi, izrađeni od betona razreda 100, koriste se kao stupni temelji za drvene zgrade od trupaca, ploča i okvira.
Armiranobetonski proizvodi i konstrukcije.
Temeljni blokovi za pladnjeve imaju marke F-12-6, F15-9, F18-9, F21-12, gdje prva znamenka označava dužinu L, drugo je širina NA blok. Izrađuju se od hidrotehničkog betona marki najmanje 200.
pladnjevi parabolični dio za sustave navodnjavanja ima utičnicu s jedne strane i glatki kraj s druge strane. Otpuštaju se u opuštenoj (LR) duljini L=6000 mm, a napregnuta (SSR) duljina L=8000 mm stupnjeva, odnosno, LR-4; LR-6; LR-8; LR-10 i LRN-4; OSR-6; OSR-8; LRN-10, gdje broj označava dubinu korita H u dm. Posude su izrađene od hidrotehničkog betona marke 300.
Staklo i proizvodi od stakla.
Staklo- prehlađena talina složenog sastava iz mješavine silikata i drugih tvari. Proizvodi od lijevanog stakla podvrgavaju se posebnoj toplinskoj obradi - pečenju.
Prozorsko staklo proizvodi se u limovima dimenzija od 250x250 do 1600x2000 mm u dva razreda. Po debljini staklo se dijeli na jednostruko (2 mm debljine), jedno i pol (2,5 mm), dvostruko (3 mm) i zadebljano (4 ... 6 mm).
Vitrinsko staklo proizvedeni polirani i nepolirani u obliku ravnih ili savijenih limova debljine 6..12 mm. Koristi se za ostakljivanje izloga i otvora.
Staklo s visokom refleksijom- ovo je obično prozorsko staklo, na čijoj se površini nanosi tanki proziran film koji reflektira svjetlost izrađen na bazi titanovog oksida. Staklo s filmom reflektira do 40% dolazne svjetlosti, prijenos svjetlosti je 50 ... 50%. Staklo smanjuje pogled izvana i smanjuje prodor sunčevog zračenja u prostoriju.
Staklena ploča radioprotektivna- ovo je obično prozorsko staklo na čiju je površinu nanesena tanka prozirna folija. Probirni film se nanosi na staklo tijekom njegovog oblikovanja na strojevima. Propuštanje svjetlosti ne manje od 70%
Ojačano staklo- izrađene na proizvodnim linijama kontinuiranim valjanjem uz istodobno valjanje unutar lima metalna mreža. Ovo staklo ima glatku površinu s uzorkom i može biti bezbojno ili u boji.
Staklo koje apsorbira toplinu ima sposobnost apsorpcije infracrvenih zraka sunčevog spektra. Namijenjen je za ostakljenje. prozorski otvori kako bi se smanjio prodor sunčevog zračenja u prostor. Ovo staklo propušta zrake vidljive svjetlosti najmanje 65%, infracrvene zrake ne više od 35%.
staklene cijevi izrađeni su od običnog prozirnog stakla metodom vertikalnog ili horizontalnog istezanja. Duljina cijevi 1000…3000 mm, unutarnji promjer 38-200 mm. Cijevi podnose hidraulički tlak do 2MPa.
Sitalno dobiven uvođenjem posebnog sastava kristalizacijskih katalizatora u rastaljenu staklenu masu. Iz takve taline nastaju proizvodi, zatim se hlade, pri čemu se rastaljena masa pretvara u staklo. Tijekom naknadne toplinske obrade stakla dolazi do njegove potpune ili djelomične kristalizacije - formira se sital. Imaju visoku čvrstoću, nisku prosječnu gustoću, visoku otpornost na habanje. Koriste se za oblaganje vanjskih ili unutarnji zidovi, proizvodnja cijevi, podnih ploča.
stemalit predstavlja limeno staklo različitih tekstura, obloženo s jedne strane gluhim keramičkim kristalima različitih boja. Izrađen je od nepoliranog zaslonskog ili valjanog stakla debljine 6 ... 12 mm. Koristi se za vanjske i unutarnje oblaganje zgrada, izradu zidnih ploča.
PREDAVANJE #8
Materijali od umjetnog kamena koji se ne peku i proizvodi na bazi hidratacijskih veziva.
Nepečeni umjetni kameni materijali i proizvodi nastaju iz mješavine veziva, vode i agregata njezinim oblikovanjem i odgovarajućom obradom. Po vrsti veziva dijele se na silikatne, vapneno-šljakove, plinosilikatne, plinobetonske, gipsane, gipsane betonske, azbestno-cementne itd.
Prema uvjetima kaljenja- dijele se na proizvode koji se stvrdnjavaju tijekom autoklava i toplinske obrade i na proizvode koji se stvrdnjavaju u zračno vlažnoj sredini.
Materijali i proizvodi otvrdnjavanja u autoklavu.
Za proizvodnju autoklaviranih proizvoda naširoko se koriste lokalni materijali: vapno, kvarcni pijesak, industrijski otpad.
Čvrsti i vodootporni materijali i proizvodi za autoklave dobivaju se kao rezultat kemijske interakcije fino mljevenog vapna i komponenti silicijevog dioksida tijekom njihove hidrotermalne obrade u parnom okruženju pri 175 ° C u autoklavima pri tlaku od 0,8 ... 1,4 MPa. Kao rezultat kemijske reakcije nastaje postojana i vodootporna tvar (kalcijev silikat) koja cementira čestice pijeska, tvoreći umjetni kamen. Materijali i proizvodi za autoklave mogu imati i gustu i celularnu strukturu.
Autoklavirani silikatni beton- mješavina vapneno-silika veziva, pijeska i vode. Kao vezivo koriste se vapneno-pucolanski cementi, vapneno-šljakovi i vapneno-pepelni cementi. Proizvodi od silikatnog autoklaviranog betona imaju dovoljnu otpornost na mraz, vodootpornost i kemijsku otpornost na neka agresivna okruženja. Autoklavirani silikat koristi se za proizvodnju velikog, gustog silikata zidni blokovi.
Autoklavirani celularni beton pripremljen od homogene mješavine mineralnog veziva, komponente silicijevog dioksida, gipsa i vode. Vezivni materijali su portland cement, mljeveno kuhano vapno. Tijekom izlaganja proizvoda prije autoklaviranja iz njega se oslobađa vodik, uslijed čega nastaju sitni mjehurići u homogenom plastično-viskoznom vezivnom mediju. U procesu ispuštanja plina, ovi mjehurići se povećavaju, stvarajući sferoidne ćelije u cijeloj masi mješavine ćelijskog betona.
Tijekom obrade u autoklavu pod tlakom od 0,8...1,2 MPa u okruženju visoke vlažnosti zraka i pare pri 175 ... 200 ° C dolazi do intenzivne interakcije veziva s komponentama silicijevog dioksida uz stvaranje kalcijevog silikata i drugih cementnih neoplazmi , zbog čega struktura ćelijastog visoko poroznog betona dobiva čvrstoću .
Jednoredni rezani paneli, zidni i veliki blokovi, jednoslojni i dvoslojni zavjesni paneli, jednoslojne ploče međuspratnih i tavanskih podova izrađuju se od ćelijskog betona.
silikatna opeka oblikovan na posebnim prešama iz pažljivo pripremljene homogene mješavine čistog kvarcnog pijeska (92 ... 95%), zračnog vapna (5 ... 8%) i vode (7 ... 8%). Nakon prešanja opeka se pari u autoklavu u okolini zasićenoj parom na 175°C i tlaku od 0,8 MPa. Izrada cigle singl dimenzija 250x120x65mm i modularni(jedna i pol) veličina 250x120x88mm; čvrste i šuplje, prednje i obične. Marka opeke: 75, 100, 125, 150, 200, 250.
Proizvodi od azbestnog cementa.
Za proizvodnju azbestno-cementnih proizvoda koristi se azbestno-cementna mješavina koja se sastoji od azbesta finih vlakana (8 ... 10%), portland cementa za azbestno-cementne proizvode i vode. Nakon što se smjesa stvrdne, formira se umjetni azbestno-cementni kameni materijal, a to je cementni kamen. Za proizvodnju azbestno-cementnih proizvoda, azbest razreda III-IV, portland cement za azbestno-cementne proizvode razreda 300, 400, 500 ili pješčani cement, koji se sastoji od portland cementa i fino mljevenog kvarcnog pijeska i vode temperature 20 .. 25 ° C, bez nečistoća gline, organskih tvari i mineralnih soli.
Cijevi netlačne i tlačne vodovodne cijevi, za polaganje telefonskih kabela i plinskih cijevi imaju pravilan cilindrični oblik. Glatke su i nemaju pukotina. Cijevi bez pritiska koristi se za polaganje netlačnih unutarnjih i vanjskih cjevovoda za transport butovye i atmosferske otpadne vode; u izgradnji netlačnih cjevastih hidrotehničkih građevina i odvodnih kolektora odvodnih sustava; za podzemno kabliranje. tlačne cijeviširoko se koristi u izgradnji cjevovoda podzemne vode, modernih automatiziranih sustava navodnjavanja, mreža grijanja.
Ploče su ravne okrenuti prešani proizvesti neobojeni, obojeni. Koriste se za oblaganje zidova, pregradnih ploča. Duljina im je 600…1600 mm, širina 300…1200, debljina 4…10 mm.
Gips i proizvodi od gips betona.
Proizvodi na bazi gipsanih veziva imaju relativno malu gustoću, dovoljnu čvrstoću, otporni su na vatru, imaju visoka zvučna i toplinska izolacijska svojstva, lako se obrađuju (piljenje, bušenje). Za povećanje otpornosti na vlagu i vodu proizvoda od gipsa u njihovoj proizvodnji koriste se gips-cementno-pucolonski i gips-troska-cement puzzolam. veziva, prekrijte ih vodootpornim vodootpornim zaštitnim bojama ili pastama. Proizvodi na bazi gipsanih veziva izrađuju se od gipsanog tijesta, gipsane žbuke ili gipsanog betona s mineralnim agregatima (pijesak, ekspandirani glineni šljunak...) i organskim punilima ( piljevina, strugotine, trska ...). Proizvodi od gipsa i gips betona imaju značajnu krhkost, stoga se tijekom njihove proizvodnje uvode materijali za ojačanje u obliku drvenih letvica, trske, metalnih okova (mreža, žica ...)
Ploče za oblaganje od gipsa od gipsane ploče, obostrano obložene kartonom. Gipsana ploča se izrađuje od mješavine građevinskog gipsa s mineralnim ili organskim dodacima. Koriste se za unutarnje oblaganje zidova, pregrada, stropova zgrada.
Gipsane ploče za pregradu Izrađuju se od mješavine građevnog gipsa s mineralnim ili organskim punilima. Ploče se proizvode čvrste i šuplje debljine 80 ... 100 mm. Pregradne ploče od gipsa i gips betona koriste se za izgradnju pregrada unutar objekta.
Gipsane betonske ploče za podloge izrađeni su od gips betona s tlačnom čvrstoćom od najmanje 7 MPa. Imaju okvir od drvene police. Dimenzije ploča određene su dimenzijama prostorija. Ploče su dizajnirane za podove od linoleuma, pločice u sobama s normalnom vlagom.
Ventilacijski blokovi od gipsa Izrađuju se od građevinskog gipsa tlačne čvrstoće od 12 ... 13 MPa ili od mješavine gips-cementno-pucolanskog veziva s dodacima. Blokovi su dizajnirani za uređaj ventilacijski kanali u stambenim, javnim i industrijskim zgradama.
PREDAVANJE #9
Materijali za umjetno pečenje
Opće informacije.
Materijali i proizvodi umjetnog pečenja (keramika) dobivaju se pečenjem na 900 ... 1300 ° C oblikovane i osušene glinene mase. Kao rezultat pečenja, glinena masa se pretvara u umjetni kamen, koji ima dobru čvrstoću, visoku gustoću, otpornost na vodu, otpornost na vodu, otpornost na smrzavanje i trajnost. Sirovina za proizvodnju keramike je glina kojoj se u nekim slučajevima dodaju posni aditivi. Ovi dodaci smanjuju skupljanje proizvoda tijekom sušenja i pečenja, povećavaju poroznost, smanjuju prosječnu gustoću i toplinsku vodljivost materijala. Kao aditivi koriste se pijesak, zdrobljena keramika, troska, pepeo, ugljen, piljevina. Temperatura pečenja ovisi o temperaturi na kojoj se glina počinje topiti. Keramičke građevne materijale dijelimo na porozne i guste. Porozni materijali imaju relativnu gustoću do 95% i upijanje vode ne više od 5%; njihova tlačna čvrstoća ne prelazi 35 MPa (cigla, drenažne cijevi). Gusti materijali imaju relativnu gustoću veću od 95%, upijanje vode manje od 5%, tlačnu čvrstoću do 100Mpa; trajne su (podne pločice).
Keramički materijali i proizvodi od topljive gline.
1) Obične glinene opeke plastičnog prešanja izrađuju se od gline sa ili bez dodataka za razrjeđivanje. Opeka je paralelopiped. Klase opeke: 300, 250, 200, 150, 125, 100, 75.
2) Opeka (kamena) keramička šuplja plastična preša se proizvodi za polaganje nosivih zidova jednokatnih i višekatnih zgrada, unutarnji prostori, zidovi i pregrade, obloge zidovi od opeke. Klasa opeke: 150, 125, 100 i 75.
3) Lagana građevna opeka izrađuje se kalupljenjem i pečenjem mase gline s gorljivim dodacima, kao i mješavine pijeska i gline s gorljivim dodacima. Veličina opeke: 250x120x88mm, razreda 100, 75, 50, 35.
Uobičajene glinene opeke koriste se za polaganje unutarnjih i vanjskih zidova, stupova i drugih dijelova zgrada i građevina. Šuplje glinene i keramičke opeke koriste se pri postavljanju unutarnjih i vanjskih zidova zgrada i građevina iznad hidroizolacijskog sloja. Lagana opeka koristi se za polaganje vanjskih i unutarnjih zidova zgrada s normalnom unutarnjom vlagom.
4) crijepovi izrađuju se od masne gline pečenjem na 1000 ... 1100 ° C. Visokokvalitetne pločice, kada se lagano udare čekićem, proizvode jasan zvuk bez zveckanja. Snažan je, vrlo izdržljiv i otporan na vatru. Nedostaci - visoka prosječna gustoća, što čini nosivu strukturu krova težom, krhkost, potreba za uređenjem krovova s velikim nagibom kako bi se osigurao brz protok vode.
5) Odvodne keramičke cijevi izrađeni od gline sa ili bez dodataka mršavosti, unutarnjeg promjera 25...250 mm, duljine 333, 500, 1000 mm i debljine stjenke 8...24 mm. Izrađuju se u tvornicama opeke ili posebnim tvornicama. Drenažne keramičke cijevi koriste se u izgradnji sustava odvodnje i ovlaživanja i navodnjavanja, kolektorsko-odvodnih vodova.
Keramički materijali i proizvodi od vatrostalnih glina.
1) Kamen za podzemne kolektore je trapezoidnog oblika sa bočnim utorima. Koristi se kod polaganja podzemnih kolektora promjera 1,5 i 2 m, kod izgradnje kanalizacijskih i drugih objekata.
2) Fasadne keramičke pločice koriste se za oblaganje zgrada i građevina, ploča, blokova.
3) Keramičke kanalizacijske cijevi izrađuju se od vatrostalnih i vatrostalnih glina s mršavim dodacima. Imaju cilindrični oblik i duljinu od 800, 1000 i 1200 mm, unutarnji promjer od 150 do 600 m.
4) Podne pločice prema vrsti prednje površine dijele se na glatke, hrapave i reljefne; po boji - jednobojni i višebojni; u obliku - kvadratni, pravokutni, trokutasti, šesterokutni, tetraedarski. Debljina pločica 10 i 13mm. Koristi se za podove u prostorijama industrijskih, vodoprivrednih objekata s mokrim režimom.
PREDAVANJE №10
Koagulacijska (organska) veziva.
Mortovi i betoni na njihovoj osnovi.
Organska veziva koja se koriste u izradi hidroizolacija, u proizvodnji hidroizolacijskih materijala i proizvoda, kao i hidroizolacije i asfaltne otopine, asfaltbeton, dijele se na bitumen, katran, bitumen-katran. Dobro se otapaju u organskim otapalima (benzin, kerozin), otporni su na vodu, zagrijavanjem mogu prijeći iz krutog u plastično stanje, a zatim u tekuće, imaju visoku prionjivost i dobro prianjanje na građevinske materijale (beton, cigla, drvo) .
bitumenski materijali.
Bitumene dijelimo na prirodne i umjetne. U prirodi je čisti bitumen rijedak. Obično se bitumen ekstrahira iz planinskih sedimentnih poroznih stijena impregniranih njime kao rezultat podizanja nafte iz temeljnih slojeva. Umjetni bitumen dobiva se tijekom rafiniranja nafte, kao rezultat destilacije plinova (propan, etilen), benzina, kerozina, dizelskog goriva iz njegovog sastava.
prirodni bitumen – čvrsta ili viskozne tekućine koje se sastoje od smjese ugljikovodika.
asfaltne stijene- stijene impregnirane bitumenom (vapnenci, dolomiti, pješčenjaci, pijesci i gline). Iz njih se zagrijavanjem izdvaja bitumen ili se ove stijene koriste u mljevenom obliku (asfaltni prah).
asfaltiti- stijene koje se sastoje od čvrstog prirodnog bitumena i drugih organskih tvari netopljivih u ugljikovom disulfidu.
Katran materijali.
Katran dobiva se suhom destilacijom (zagrijavanjem na visokim temperaturama bez pristupa zraka) kamenog ili mrkog ugljena, treseta, drva. Ovisno o sirovini, katran se dijeli na ugljen, lignit, treset i drveni katran.
Katran- viskozna tamnosmeđa ili crna tekućina koja se sastoji od ugljikovodika.
katranska smola- crna kruta tvar dobivena destilacijom gotovo svih frakcija nafte iz katrana.
Ugljeni katran, smola, kada se zagrijavaju ili otope, stvaraju otrovne pare, pa treba biti oprezan pri radu s njima.
asfaltne otopine.
Asfaltne otopine koriste se kod postavljanja hidroizolacijskih žbuka i premaza, nogostupa, podova. Mogu biti tople (lijevane) i hladne. Sastav asfaltnih otopina odabire se ovisno o uvjetima njihovog rada u konstrukcijama.
hladni asfaltni mort izrađeni su od mješavine naftnog bitumena (5 ... 10%) s dodatkom otapala (benzen), u prahu mineralno punilo(vapnenac, dolomit) i čisti suhi pijesak pomiješan u posebnim miješalicama za žbuku uz zagrijavanje do 110…120°C. Stvrdnjavanje hladnog asfaltnog morta nastaje kao rezultat isparavanja otapala.
vrući asfaltni mort Izrađuju se od mješavine bitumena (ili katrana, smole), mineralnog punila u prahu i pijeska. Mješavina komponenti vruće asfaltne otopine miješa se u posebnim mješalicama uz zagrijavanje do 120...180°C. Asfaltna otopina polaže se u slojevima u vrućem stanju uz valjanje svakog sloja valjcima.
asfalt beton.
Asfaltni betoni se pripremaju u specijaliziranim asfaltnim postrojenjima ili postrojenjima. Ovisno o namjeni, dijele se na cestovne, za podove; ovisno o sastavu - u bitumenske i katranske; ovisno o temperaturi polaganja - hladno i toplo.
Hladni asfaltni beton Polagati u slojevima na suhe ili blago vlažne podloge uz lagano valjanje. Izrađuje se od mješavine tekućeg bitumena, otapala, praškastog mineralnog punila (vapnenac, pijesak), čistog drobljenog kamena i pijeska miješanjem i zagrijavanjem.
PREDAVANJE №11
polimerni materijali.
Opće informacije.
Polimerni materijali su prirodni ili sintetski organski spojevi velike molekulske mase koji se sastoje od ogromnog broja atoma. Struktura polimernih molekula može imati linearni ili volumetrijski karakter. polimeri, čije molekule imaju linearna struktura, imaju termoplastičnost - omekšavaju kada se zagrijavaju, ponovno se stvrdnu kada se ohlade. Omekšavanje i stvrdnjavanje može se provoditi više puta. Ponovljeno zagrijavanje nakon čega slijedi hlađenje ne mijenja značajnije svojstva materijala (polietilen, polistiren). polimeri koji imaju volumetrijska struktura molekule su termoreaktivne - ne mogu se opetovano taliti i reverzibilno skrućivati. Prilikom prvog zagrijavanja postaju plastični i poprimaju zadani oblik, prelaze u netopljivo i netopljivo stanje (fenolplastika).
Prema elastičnim svojstvima Polimeri se dijele na plastične (krute) i elastične (elastični).
Polimerni materijali sadrže tri skupine tvari: veziva, plastifikatore i punila. Veziva su sintetičke smole. Kao plastifikatori uvođenje glicerina, kamfora i drugih tvari koje povećavaju elastičnost i plastičnost polimera, olakšavajući njihovu obradu. Punila(prah, vlaknasto) daju polimernim proizvodima veću mehaničku čvrstoću, sprječavaju skupljanje. Osim toga, u sastav se dodaju pigmenti, stabilizatori, ubrzivači stvrdnjavanja i druge tvari.
U proizvodnji polimernih građevinskih materijala, proizvoda i konstrukcija, polietilen (filmovi, cijevi), polistiren (ploče, lakovi), polivinil klorid (linoleum), polimetil metakrilat ( organsko staklo).
Zbog dobrih mehaničkih svojstava, elastičnosti, elektroizolacijskih svojstava, sposobnosti poprimanja bilo kakvog oblika tijekom obrade, polimerni materijali imaju široku primjenu u svim područjima graditeljstva i svakodnevnom životu.
Početni polimerni materijali.
Polimeri se, ovisno o načinu dobivanja, dijele na polimerizacijske i polikondenzacijske. Polimerizacijski polimeri se dobivaju polimerizacijom. To uključuje polietilen, polistiren. Polikondenzacijski polimeri se proizvode metodom polikondenzacije. To uključuje poliesterske, akrilne, organosilikonske i druge smole, poliestere, poliuretanske gume.
Polietilen dobiven polimerizacijom etilena iz udruženog i prirodni gas. Stari pod utjecajem sunčevog zračenja, zraka, vode. Njegova gustoća je 0,945 g / cm 3, otpornost na smrzavanje je -70 ° C, otpornost na toplinu je samo 60 ... 80 ° C. Prema načinu proizvodnje razlikuje se polietilen visokotlačni(LDPE), niskotlačni (HDPE) i katalizator krom oksid (P). Kada se zagrije na 80 ° C, polietilen se otapa u benzenu, tetrakloridu ugljika. Koristi se za izradu filmova završnih materijala.
Poliizobutilen- gumasti ili tekući elastični materijal dobiven polimerizacijom izobutilena. Lakši je od polietilena, manje izdržljiv, ima vrlo nisku propusnost vlage i plina i gotovo ne stari. Koristi se za izradu hidroizolacijskih tkanina, zaštitnih premaza, filmova, kao dodaci u asfaltbeton, vezivo za ljepila i dr.
Polistiren- termoplastična smola, produkt polimerizacije stirena (vinilbenzena). Koristi se za izradu pločica, obloga, emajl lakova itd.
Polimetil metakrilat (organsko staklo)- nastaje tijekom polimerizacije metil estera kao rezultat njegove obrade metakrilnom kiselinom. U početku se metil metakrilat formira kao bezbojna, prozirna tekućina, a zatim se dobije staklasti proizvod u obliku listića, cjevčica... Vrlo su otporni na vodu, kiseline i lužine. Koriste se za glazuru, izradu maketa.
polimerne cijevi.
Cijevi iz polimerni materijali naširoko se koristi u izgradnji tlačnih cjevovoda (podzemnih i nadzemnih), sustava navodnjavanja, zatvorene drenaže, cjevastih hidrauličkih konstrukcija. Kao materijal za proizvodnju polimernih cijevi koriste se polietilen, vinil plastika, polipropilen i fluoroplast.
Polietilenske cijevi izrađuju se kontinuiranom pužnom ekstruzijom (kontinuirana ekstruzija polimera iz mlaznice zadanog profila). Polietilenske cijevi su otporne na smrzavanje, što im omogućuje rad na temperaturama od -80°S do +60°S.
Polimerni kitovi i betoni.
Hidrotehnički objekti koji rade u agresivnom okruženju, djelovanju velikih brzina i krutog otjecanja, zaštićeni su posebnim premazima ili oblogama. Kako bi se konstrukcije zaštitile od ovih učinaka, kako bi se povećala njihova trajnost, koriste se polimerne mastike, polimerbeton, polimerbeton i polimerne otopine.
Polimerne mastike- dizajniran za stvaranje zaštitnih premaza koji štite strukture i strukture od učinaka mehaničkog naprezanja, abrazije, ekstremnih temperatura, zračenja i agresivnih okruženja.
Polimerbetoni- cementni betoni, pri čijoj se pripremi u betonsku smjesu dodaju organosilicij ili polimeri topljivi u vodi. Takvi betoni imaju povećanu otpornost na mraz, otpornost na vodu.
Polimerbetoni- to su betoni u kojima polimerne smole služe kao vezivo, a anorganski mineralni materijali kao punilo.
Otopine polimera razlikuju se od polimer betona po tome što ne sadrže drobljeni kamen. Koriste se kao hidroizolacijski, antikorozivni i otporni premazi za hidrotehničke konstrukcije, podove, cijevi.
PREDAVANJE №12
Toplinsko-izolacijski materijali i proizvodi od njih.
Opće informacije.
Toplinsko-izolacijske materijale karakterizira niska toplinska vodljivost i niska prosječna gustoća zbog njihove porozna struktura. Klasificiraju se prema prirodi strukture: krute (ploče, opeke), fleksibilne (snopovi, polukrute ploče), labave (vlaknaste i praškaste); u vidu glavne sirovine: organske i anorganske.
Organski materijali za toplinsku izolaciju.
piljevina, strugotine- koristi se u suhom obliku s impregnacijom u strukturi s vapnom, gipsom, cementom.
Građevinski filc izrađena od grube vune. Proizvodi se u obliku ploča impregniranih antiseptikom duljine 1000 ... 2000 mm, širine 500 ... 2000 mm i debljine 10 ... 12 mm.
trske proizveden u obliku ploča debljine 30 ... 100 mm, dobivenih pričvršćivanjem žice kroz 12-15 cm redove prešane trske.
Anorganski materijali za toplinsku izolaciju.
Mineralna vuna- zamršeno vlakno (5 ... 12 mikrona u promjeru), dobiveno iz rastaljene mase stijena ili troske ili u procesu prskanja njegovog tankog mlaza parom pod pritiskom. Mineralna vuna se koristi kao toplinska izolacija za površine s temperaturama od -200°C do +600°C.
staklena vuna- zamršeno vlakno dobiveno iz rastaljenog stakla. Koristi se za pripremu termoizolacijskih proizvoda (motozi, ploče) i toplinsku izolaciju površina.
Pjenasto staklo- porozni lagani materijal dobiven sinteriranjem mješavine staklenog praha s plinotvornim tvarima (vapnenac, ugljen). Izrađuje se s otvorenim i zatvorenim porama. Ploče od pjenastog stakla koriste se za toplinsku izolaciju zidova, obloga, stropova, izolaciju poda.
PREDAVANJE №12a
Hidroizolacijski i krovni materijali na bazi bitumena i polimera.
Opće informacije.
Jedan od važna pitanja u građevinarstvu - zaštita zgrada i građevina od utjecaja padalina, okolnog vlažnog okoliša, tlačne i netlačne vode. U svim tim slučajevima glavnu ulogu igraju hidroizolacija i krovni materijali, koji unaprijed određuju trajnost zgrada i građevina. Hidroizolacijski i krovni materijali podijeljeni su u emulzije, prolaze, mastike. Ovisno o hidroizolaciji i krovni materijali veziva se dijele na bitumenska, polimerna, polimer-bitumenska.
hidroizolacijski materijali.
emulzije- disperzni sustavi koji se sastoje od dvije tekućine koje se međusobno ne miješaju, od kojih je jedna u drugoj u fino usitnjenom stanju. Za pripremu emulzije koriste se slabe vodene otopine površinski aktivnih tvari ili fino dispergirani čvrsti prahovi - emulgatori, koji snižavaju površinsku napetost između bitumena i vode, pridonoseći njegovoj finijoj usitnjenosti. Kao emulgatori koriste se oleinska kiselina, koncentrati sulfitno-alkoholnog taloga, asidol. Emulzije se koriste kao temeljni i premazni premazi, a nanose se u hladnom stanju na suhu ili vlažnu podlogu u slojevima.
paste priprema se od mješavine emulgiranog bitumena i fino mljevenog mineralnog praha (živo ili gašeno vapno, visoko plastične ili plastične gline). Koriste se kao temeljni premazi i premazi za unutarnje slojeve vodonepropusnog tepiha.
Krovni materijali.
staklokrilac- nepokrivni materijal koji se dobiva impregniranjem krovnog papira mekim naftnim bitumenom. Koristi se kao materijal za oblaganje.
Tol- dobiva se impregniranjem krovnog papira materijalima od katrana ugljena ili škriljevca i zatim posipanjem jedne ili dvije strane mineralnim prahom. Koristi se za krovište.
PREDAVANJE №13
Drveni građevinski materijali i proizvodi.
Opće informacije.
Zbog svojih dobrih građevinskih svojstava drvo se od davnina široko koristi u građevinarstvu. Niske je prosječne gustoće do 180 kg/m 3 , dovoljne čvrstoće, niske toplinske vodljivosti, velike trajnosti (uz pravilan rad i skladištenje), lako se obrađuje alatima, kemijski je otporan. No, uz velike prednosti, drvo ima i nedostatke: heterogenost strukture; sposobnost upijanja i otpuštanja vlage, mijenjajući svoju veličinu, oblik i snagu; Brzo se sruši od raspadanja, lako se zapali.
Prema vrstama, drveće se dijeli na crnogorično i listopadno. Kvaliteta drva uvelike ovisi o prisutnosti nedostataka u njemu, koji uključuju kose, čvorove, pukotine, oštećenja od insekata, truleži. Četinari - ariš, bor, smreka, cedar, jela. Listopadni - hrast, breza, lipa, aspen.
Konstrukcijska svojstva drva jako variraju, ovisno o njegovoj starosti, uvjetima rasta, vrsti drva i vlažnosti. U svježe posječenom stablu vlaga je 35 ... 60%, a njezin sadržaj ovisi o vremenu sječe i vrsti stabla. Najmanji sadržaj vlage u stablu zimi, najviši - u proljeće. Najveća vlažnost karakteristična je za crnogorične vrste (50-60%), najmanja - vrste tvrdog drva (35-40%). Sušenjem od najvlažnijeg stanja do točke zasićenja vlakana (do vlažnosti od 35%) drvo ne mijenja svoju veličinu, daljnjim sušenjem linearne dimenzije smanjenje. U prosjeku, skupljanje duž vlakana je 0,1%, a preko - 3 ... 6%. Kao rezultat volumetrijskog skupljanja, na spojevima se stvaraju praznine drveni elementi, drvo puca. Za drvene konstrukcije treba koristiti drvo vlažnosti pri kojoj će raditi u konstrukciji.
Materijali i proizvodi od drva.
oblo drvo: trupci - dugi segmenti debla drveta, očišćeni od grana; obla građa (podtovarnik) - trupci duljine 3 ... 9m; grebeni - kratki segmenti debla (dužine 1,3 ... 2,6 m); trupci za pilote hidrotehničkih konstrukcija i mostova - komadi debla duljine 6,5 ... 8,5 m. Vlažnost oblo drvo koristi za nosive konstrukcije ne bi trebao biti veći od 25%.
klade dobiven piljenjem oblog drveta. Ploče su trupci uzdužno prerezani na dva simetrična dijela; šipke imaju debljinu i širinu ne veću od 100 mm (četverorezane i dvostrane); ploča predstavlja ispiljeni vanjski dio trupca, kod kojeg jedna strana nije obrađena.
Planirani dugi proizvodi- ovo su ploče (prozori i vrata), postolja, letvica ili drva, rukohvati za ograde, stepenice, prozorske klupčice izrađeni su od crnogoričnog i tvrdog drva.
Šperploča izrađuju se od furnira (tankih strugotina) breze, bora, hrasta, lipe i drugih vrsta lijepljenjem njegovih listova. Furnir se dobiva kontinuiranim uklanjanjem strugotine cijelom dužinom trupca parenog u kipućoj vodi (duljine 1,5 m) na posebnom stroju. mašina.
Stolarija izrađuju se u specijaliziranim tvornicama ili u radionicama od crnogoričnog i tvrdog drva. To uključuje blokove prozora i vrata različitih oblika, krila vrata, pregrade i paneli.
Lijepljene strukture u obliku greda, okvira, nosača, pilota, ograda, koriste se u oblogama, stropovima i drugim elementima zgrada. Izrađuju se lijepljenjem ploča, šipki, šperploča vodootpornim ljepilom. (Vodootporno ljepilo FBA, FOK).
PREDAVANJE #14
Materijali za dekoraciju.
Opće informacije.
Materijali za završnu obradu koriste se za izradu površinskih premaza za građevinske proizvode, konstrukcije i strukture kako bi ih zaštitili od štetnih vanjskih utjecaja, dali im estetsku izražajnost i poboljšali higijenske uvjete u prostoriji. Materijali za završnu obradu uključuju gotove sastave boja, pomoćne materijale, veziva, valjane Materijali za dekoraciju, pigmenti. Šarene kompozicije sastoje se od pigmenta koji im daje boju; punilo koje štedi pigment, poboljšava mehanička svojstva i povećava postojanost boje; vezivo koje povezuje čestice pigmenta i punila međusobno i s površinom koja se boji. Nakon sušenja, sastavi boje stvaraju tanki film. Uz glavne komponente, ako je potrebno, u sastave boja dodaju se razrjeđivači, zgušnjivači i drugi aditivi.
Pigmenti.
Pigmenti- To su fino mljeveni obojeni prahovi koji su netopivi u vodi i organskim otapalima, ali se mogu ravnomjerno miješati s njima, prenoseći svoju boju na šareni sastav.
bijeli pigmenti. To uključuje kredu, vapno za gradnju zraka. Kreda koristi se u obliku fino usitnjenog praha, od kojeg se pripremaju različiti sastavi boja na vodenoj osnovi, temeljni premazi, kitovi i paste.
Građevinsko zračno vapno koristi se kao pigment i vezivo za pripremu šarenih sastava, kitova i mastika.
Crni pigmenti. To uključuje čađu plinskog kanala, mangan dioksid i crnilo.
Kanal za čađavi plin Nastaje izgaranjem raznih ulja, ulja, smola s ograničenim pristupom zraka. Koristite ga za pripremu nevodenih šarenih sastava.
manganov dioksid u prirodi se javlja kao mineral i piroluzit. Koristi se za pripremu vodenih i nevodenih šarenih sastava.
Crno dobiva se kalciniranjem ljuski oraha, drva, treseta bez pristupa zraku.
sivi pigmenti. To uključuje grafitnu i cinkovu prašinu.
Grafit- prirodni materijal sivkasto-crne boje s masnim metalnim sjajem. Koristi se za pripremu šarenih sastava i za trljanje površine željeznih predmeta izloženih toplini, što daje uglačan izgled.
cinkova prašina- mehanička mješavina cinkovog oksida s metalnim cinkom. Koristi se za pripremu nevodenih formulacija boja.
Crveni pigmenti. To uključuje suhi željezni minij, prirodnu mumiju i umjetnost.
Minimalno suho za glačanje dobiven iz željezne rude koja sadrži željezni oksid. To je vrlo postojan pigment s visokim antikorozivnim svojstvima i postojanošću na svjetlost. Proizvodi se u obliku fino mljevenog praha ciglastocrvene boje i koristi se za pripremu ljepila, emajla i uljanih boja.
Mumija prirodna- fino mljevena glina, obojena željeznim oksidima u smeđecrvenu boju raznih nijansi. Koristi se za pripremu vodenih i nevodenih formulacija boja.
Umjetna mumija- fino mljeveni prah keramičkog proizvoda svijetlo crvene boje.
žuti pigmenti. To uključuje suhi oker, suhu olovnu krunu i prirodnu sienu.
Suhi oker dobiven od gline obojene željeznim oksidima. Koristi se za pripremu svih vrsta boja koje se koriste za bojanje drva i metalne površine.
Siena prirodna dobiva se iz gline koja sadrži veliku količinu željeznog oksida (70%) i silicija.
Zeleni, plavi, smeđi i drugi pigmenti.
Sušiva ulja i emulzije.
Sušivo ulje prirodni lan i konoplja dobiveni od lanenog sjemena i konoplje sirova nafta kuhanjem na 200 ... 300 ° C i obradom zraka uz uvođenje ubrzivača sušenja (desikanta). Koristi se za pripremu sastava boja, temeljnih premaza i kao samostalni materijal za ličilačke radove za vanjsko i unutarnje bojanje drvenih i metalnih konstrukcija.
Emulzija VM sadrži prirodno ulje za sušenje, benzen, životinjsko ljepilo za pločice, 50% vapnene paste i vode. Koristi se za razrjeđivanje gustih boja.
Emulzija MB pripremljen od mješavine 10% otopine životinjskog ljepila, lužine (soda, boraks, potaša) i prirodnog ulja za sušenje. Koristi se za bojanje unutarnje žbuke, drva.
Kompozicije laka.
Uljane boje - razne mješavine bijelih i obojenih boja pripremljene na prirodnim ili kombiniranim sušivim uljima s raznim dodacima, dovedene do konzistencije boje.
PREDAVANJE #15
Metali i proizvodi od metala.
Opće informacije.
Široko se koristi u hidrotehnici raznih materijala u obliku valjanog metala i proizvoda od metala. Valjani metal se koristi u izgradnji crpnih stanica, industrijskih zgrada, proizvodnji raznih vrsta metalnih vrata. Metali koji se koriste u građevinarstvu dijele se u dvije skupine: željezo (željezo i legure) i obojeni metali. Ovisno o sadržaju ugljika, željezni metali se dijele na lijevano željezo i čelik.
Lijevano željezo- legura željeza i ugljika s udjelom ugljika od 2% do 6,67%. Ovisno o prirodi metalne baze, dijeli se u četiri skupine: siva, bijela, visoke čvrstoće i kovna.
Sivi lijev- sadrži 2,4 ... 3,8% ugljika. Dobro se podvrgava obradi, ima povećanu krhkost. Koristi se za lijevanje proizvoda koji nisu podložni udarcima.
Bijelo lijevano željezo- sadrži 2,8 ... 3,6% ugljika, ima visoku tvrdoću, ali je krt, ne može se obrađivati, ima ograničenu upotrebu.
Nodularni lijev dobiva se dodavanjem magnezija u tekuće lijevano željezo 0,03 ... 0,04%; ima isti kemijski sastav kao i sivi lijev. Ima najveća svojstva čvrstoće. Koristi se za lijevanje kućišta pumpi, ventila.
kovan lijev- dobiva se dugotrajnim zagrijavanjem na visokim temperaturama odljevaka od bijelog lijeva. Sadrži 2,5...3,0% ugljika. Koristi se za izradu dijelova tankih stijenki (matice, nosači...). U vodoprivrednoj gradnji koriste se lijevano željezne ploče - za oblaganje površina hidrotehničkih građevina koje su podložne abraziji naslagama, lijevano željeznih ventila za vodu, cijevi.
Postati- dobiven kao rezultat prerade bijelog lijevanog željeza u otvorenim pećima. S povećanjem udjela ugljika u čelicima povećava se njihova tvrdoća i krtost, a istodobno se smanjuje duktilnost i udarna čvrstoća.
Mehanička i fizikalna svojstva čelika značajno se poboljšavaju kada im se dodaju legirajući elementi (nikal, krom, volfram). Ovisno o sadržaju legirajućih komponenata, čelici se dijele u četiri skupine: ugljični (nema legirajućih elemenata), niskolegirani (do 2,5% legirnih komponenata), srednje legirani (2,5 ... 10% legirajućih komponenata), visokolegirani (više od 10% legirajućih komponenti) .
Ugljični čelici, ovisno o sadržaju ugljika, dijele se na niske ugljika (ugljika do 0,15%), srednje ugljika (0,25 ... 0,6%) i visokog ugljika (0,6 ... 2,0%).
Neželjezni metali i legure uključuju aluminij, bakar i njihove legure (s cinkom, kositrom, olovom, magnezijem), cink, olovo.
U građevinarstvu se koriste lake legure - na bazi aluminija ili magnezija i teške legure - na bazi bakra, kositra, cinka i olova.
Čelični građevinski materijali i proizvodi.
Vruće valjani čelik proizvedeno u obliku kuta jednakih polica (s policama širine 20 ... 250 mm); nejednaki kut; I-zraka; I-beam široka polica; kanal.
Za izradu metalnih građevinskih konstrukcija i konstrukcija, valjanje čelični profili: kutovi s jednakim i nejednakim policama, kanal, I-greda i T-račva. Zakovice, vijci, matice, vijci i čavli koriste se kao spojni elementi od čelika. Pri izvođenju građevinskih i instalacijskih radova koriste se različite metode obrade metala: mehanička, toplinska, zavarivanje. Glavne metode proizvodnje metalnih proizvoda uključuju mehaničku toplu i hladnu obradu metala.
Vruća obrada metala zagrijavaju na određene temperature, nakon čega im se tijekom procesa valjanja, pod utjecajem udaraca čekića ili pritiska preše, daju odgovarajući oblici i veličine.
Hladna obrada metala dijele se na bravarske i metalorezačke. Bravarija i obrada sastoji se od sljedećih tehnoloških operacija: označavanje, rezanje, rezanje, lijevanje, bušenje, rezanje.
Obrada metala, rezanje se provodi uklanjanjem metalnih strugotina alat za rezanje(tokarenje, blanjanje, glodanje). Proizvodi se na strojevima za rezanje metala.
Da bi se poboljšala konstrukcijska kvaliteta čeličnih proizvoda, oni se podvrgavaju toplinskoj obradi - kaljenju, popuštanju, žarenju, normalizaciji i pougljičenju.
otvrdnjavanje sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na temperaturu nešto višu od kritične, držanju na toj temperaturi neko vrijeme i zatim brzom hlađenju u vodi, ulju, uljnoj emulziji. Temperatura zagrijavanja tijekom kaljenja ovisi o sadržaju ugljika u čeliku. Kaljenjem se povećava čvrstoća i tvrdoća čelika.
Odmor sastoji se u zagrijavanju otvrdnutih proizvoda na 150 ... 670 ° C (kaljenje kaljenjem), njihovom oblačenju na ovoj temperaturi (ovisno o stupnju čelika) i naknadnom sporom ili brzom hlađenju u mirnom zraku, vodi ili u ulju. U procesu kaljenja povećava se viskoznost čelika, smanjuju se unutarnja naprezanja u njemu i njegova krtost, a poboljšava se njegova obradivost.
Žarenje sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na određenu temperaturu (750 ... 960 ° C), držanju na toj temperaturi i zatim polaganom hlađenju u peći. Prilikom žarenja čeličnih proizvoda smanjuje se tvrdoća čelika, a poboljšava se i njegova obradivost.
Normalizacija- sastoji se u zagrijavanju čeličnih proizvoda na temperaturu malo višu od temperature žarenja, njihovom držanju na toj temperaturi i potom hlađenju na mirnom zraku. Nakon normalizacije dobiva se čelik veće tvrdoće i sitnozrnate strukture.
Cementiranje- ovo je postupak površinskog pougljičavanja čelika radi dobivanja visoke površinske tvrdoće, otpornosti na trošenje i povećane čvrstoće proizvoda; pri čemu unutarnji diočelik zadržava značajnu žilavost.
Obojeni metali i legure.
To uključuje: aluminij i njegove legure je lagan, tehnološki napredan, otporan na koroziju otporan materijal. U svom čistom obliku koristi se za izradu folija, dijelova za lijevanje. Za proizvodnju aluminijskih proizvoda koriste se aluminijske legure - aluminij-mangan, aluminij-magnezij ... Aluminijske legure koje se koriste u građevinarstvu niske gustoće (2,7 ... 2,9 kg / cm 3) imaju karakteristike čvrstoće koje su bliske čvrstoći karakteristike građevinskih čelika. Proizvodi od aluminijskih legura odlikuju se jednostavnošću tehnologije izrade, dobrim izgledom, otpornošću na vatru i seizmiku, antimagnetizmom i dugotrajnošću. Ova kombinacija konstrukcijskih i tehnoloških svojstava aluminijskih legura omogućuje im da se natječu s čelikom. Korištenje aluminijskih legura u građevinskim konstrukcijama omogućuje smanjenje težine zidova i krovova za 10 do 80 puta i smanjenje složenosti instalacije.
Bakar i njegove legure. Bakar je teški obojeni metal (gustoće 8,9 g/cm3), mekan i rastegljiv, visoke toplinske i električne vodljivosti. U svom čistom obliku, bakar se koristi u električnim žicama. Bakar se uglavnom koristi u legurama raznih vrsta. Legura bakra s kositrom, aluminijem, manganom ili niklom naziva se bronca. Bronca je metal otporan na koroziju s visokim mehaničkim svojstvima. Koristi se za izradu sanitarnih armatura. Legura bakra i cinka (do 40%) naziva se mjed. Ima visoka mehanička svojstva i otpornost na koroziju, dobro je podložna toploj i hladnoj obradi. Koristi se u obliku proizvoda, ploča, žice, cijevi.
Cinkov je metal otporan na koroziju koji se koristi kao antikorozivni premaz pri pocinčavanju čeličnih proizvoda u obliku krovnog čelika, vijaka.
voditi je teški metal koji se lako obrađuje, otporan na koroziju i koristi se za brtvljenje šavova spojnih cijevi, brtvljenje dilatacijskih spojeva i proizvodnju posebnih cijevi.
Korozija metala i zaštita od nje.
Utjecaj na metalne konstrukcije i strukture okoliša dovodi do njihovog uništenja, što se zove korozija. Korozija počinje s površine metala i širi se duboko u nju, pri čemu metal gubi sjaj, površina mu postaje neravna, korodirana.
Prema prirodi korozijskog oštećenja razlikujemo kontinuiranu, selektivnu i interkristalnu koroziju.
kontinuirana korozija dijele se na jednake i neravne. S ravnomjernom korozijom, uništavanje metala se odvija istom brzinom po cijeloj površini. S nejednakom korozijom, uništavanje metala se odvija nejednakom brzinom u različitim dijelovima njegove površine.
Selektivna korozija pokriva pojedinačna područja metalne površine. Podijeljena je na površinsku, točkastu, prolaznu i točkastu koroziju.
Interkristalna korozija manifestira se unutar metala, dok se veze duž granica kristala koji čine metal uništavaju.
Prema prirodi interakcije metala s okolinom, razlikuju se kemijska i elektrokemijska korozija. Kemijska korozija nastaje kada je metal izložen suhim plinovima ili tekućinama koje nisu elektroliti (benzin, ulje, smole). Elektrokemijsku koroziju prati pojava električne struje koja nastaje djelovanjem na metal tekućih elektrolita (vodene otopine soli, kiselina, lužina), vlažnih plinova i zraka (vodiča električne struje).
Za zaštitu metala od korozije koriste se različite metode njihove zaštite: brtvljenje metala od agresivne okoline, smanjenje onečišćenja okoliša, osiguranje normalnih uvjeta temperature i vlažnosti, nanošenje trajnih antikorozivnih premaza. Obično se radi zaštite metala od korozije premazuju bojama i lakovima (temeljne boje, boje, emajli, lakovi), štite tankim metalnim premazima otpornim na koroziju (galvanizacija, aluminijski premazi itd.). Osim toga, metal se štiti od korozije legiranjem, tj. taljenjem s drugim metalom (kromom, niklom itd.) i nemetalom.
Podučavanje
Trebate li pomoć u učenju teme?
Naši stručnjaci će vam savjetovati ili pružiti usluge podučavanja o temama koje vas zanimaju.
Pošaljite prijavu naznačite temu upravo sada kako biste saznali o mogućnosti dobivanja konzultacija.