Контрольная работа по "Основы строительства"
Вариант 5
- Вяжущие вещества, широко применяемые в строительстве. Их получение, свойства, применение.
- Сущность индустриализации, типизации и унификации зданий и их конструктивных элементов
- Назовите наиболее уязвимые места, с которых начинается разрушение зданий.
- Принципиальная схема воздушной
системы отопления. Основные элементы систем.
- Принцип работы аэрации, конструктивные решения устройств в здании для ее осуществления.
Вяжущие вещества, широко применяемые в строительстве. Их получение, свойства, применение.
К вяжущим материалам относятся вещества, которые после затворения водой переходят из вязкого (тестообразного) состояния в камневидное. В зависимости от способности твердеть на воздухе и в воде вяжущие материалы разделяют на две группы: воздушные и гидравлические.
Глина - природный вяжущий материал, широко применяемый в строительстве, представляет собой горные землистые породы, которые в соединении с водой образуют пластическое тесто, а при высыхании сохраняют приданную форму.
Глина характеризуется значительной огнестойкостью и малой теплопроводностью. Залегает она сразу же под слоем почвы на небольшой глубине. В зависимости от содержания примесей различают глины: жирные, средние и тощие.
Жирной считается глина, содержащая менее 5% песка, тощая - в пределах 30%, глина средней жирности обычно содержит не более 15% песка. Глину применяют для приготовления глиняных растворов (при сооружении печей) и как добавку в цементные растворы для их лучшей пластичности.
Существенным недостатком глины считается ее усадка, возможность деформации при высыхании, а также необходимость защиты от влаги.
Известь строительная воздушная изготовляется по ГОСТ 9179-77 в виде негашеной комовой (кипелки), гашеной (пушонки и известкового теста) и негашеной молотой.
Известь, которая содержит оксид магния не более 5%, называется кальциевой. Если известь получена из доломити-зированных известняков и содержит оксид магния от 5 до 20%, то ее называют магнезиальной, а при содержании оксида магния от 20 до 41% глина называется доломитовой. Для кладочных растворов предпочитают кальциевую известь, для штукатурок (особенно для отделочного слоя) - магнезиальную, дающую более твердую поверхность.
В зависимости от содержания активных веществ СаО+MgO известь делится на три сорта. Первый сорт – 80-85% активных веществ, второй - 70% и третий - 60%. Известь негашеная молотая по пределу прочности при сжатии в кг/см2 образцов кубов из пластичного раствора состава 1:3 подразделяется на марки: 4; 10; 25; 50.
Гашение извести происходит с различной скоростью для разных ее сортов, зависит от способа гашения и проходит тем совершеннее, чем выше содержание оксида кальция в кипелке и чем меньше времени прошло с момента ее отжига. При скорости гашения до 10 минут известь считается быстрогасящаяся, при 10-30 минутах - среднегасящаяся, при 30 минутах и выше - медленногасящаяся.
Основа производства неорганических вяжущих веществ
Основу производства неорганических вяжущих веществ составляют следующие технологические переделы: добыча сырья, подготовка сырьевой смеси, обжиг и помол. Все технологические переделы последовательно связаны между собой и проводятся в строго заданных режимах. Принципиальных отличий при изготовлении вяжущих нет; различно сырье, следовательно, технические приемы осуществления указанных переделов.
Производство вяжущих веществ связано с переработкой больших количеств разнообразных сырьевых и вспомогательных материалов. Например, для получения 1 т портландцементного клинкера расходуется до 1,5...1,8т известняка и до 0,2...0,5 г глинистых пород. Учитывая высокую стоимость транспорта, заводы вяжущих веществ строят вблизи месторождений сырьевых материалов, и их добыча входит в общий комплекс технологических операций, осуществляемых заводом.
Добычу нерудных ископаемых осуществляют методом прямой экскавации. Скальные породы (известняки и др.) предварительно разрыхляют взрывами. Мягкие породы (глину и мел) добывают гидромониторами в виде текучей массы (шлама).
Доставку сырья на завод осуществляют железнодорожным, автомобильным транспортом, ленточными конвейерами или перекачивают по трубопроводам в виде шлама.
Обязательной подготовительной операцией в производстве всех вяжущих является измельчение сырья. При производстве вяжущих из однокомпонентного сырья (извести, гипса и др.) последнее измельчают до кусков примерно одного размера. В противном случае мелкие куски окажутся пережженными, а крупные необожженными, т. е. не будет однородного продукта. Высококачественные вяжущие из смеси нескольких сырьевых компонентов (портландцемент и его разновидности и др.) можно изготовить только из однородной смеси, получаемой тщательным смешением составляющих в тонкоизмельченном виде. Дробление сырья производят в конусных, щековых, молотковых, валковых и других дробилках ( рис. 2.1.). Тонкое измельчение (помол) сырья производят мокрым и сухим способами в мельницах.
Твердые сырьевые материалы (известняк, мергель) размалывают в мельницах, представляющих собой стальной цилиндр, разделенный внутри на камеры дырчатыми перегородками. При вращении мельницы мелющие тела (металлические шары или цилиндрики) поднимаются на некоторую высоту и падают, разбивая и растирая зерна материала. Выходящий из мельницы сырьевой шлам влажностью 36....38 % транспортируют по трубам в шламбассейны, где его тщательно усредняют и гомогенизируют, а затем подают на обжиг.[2]
При сухом способе
дробленые сырьевые материалы частично
подсушивают, дозируют с заданных соотношениях
и подают в мельницу, где они
измельчаются до требуемой тонины.
Для тонкого измельчения сырьев
Усреднение и гомогенизацию сырьевой муки при сухом способе осуществляют в силосах, нагнетая в них сжатый воздух. При насыщении (аэрировании) воздухом сухая шихта приобретает подвижно-текучее состояние.
При производстве портландцемента все шире используют также комбинированный способ приготовления сырьевой смеси, при котором сырьевую смесь готовят по мокрому способу, затем шлам обезвоживают и из него приготовляют гранулы для обжига.
Выбор способа подготовки сырьевой смеси обусловливается главным образом свойствами сырьевых материалов и экономическими соображениями. При мокром способе облегчается измельчение материалов и быстро достигается однородность смеси, но расход топлива на обжиг в 1,5...2 раза больше, чем при сухом способе. При сухом способе возрастает расход электроэнергии и трудоемкость производства. Успехи в технике помола и гомогенизации сухих смесей в настоящее время способствуют развитию сухого и комбинированного способов производства.
Обжиг сырьевой шихты является важнейшим этапом в производстве вяжущих веществ. В результате физико-химических процессов, происходящих при термической обработке исходных сырьевых материалов, образуются новые соединения, способные вступать во взаимодействие с водой и при этом твердеть, превращаясь в искусственный камень. Каждый вид вяжущего требует определенных температур и времени действия на обрабатываемое сырье.
При нагревании вследствие ускорения теплового движения ионов, атомов и молекул в твердом теле возникают условия для отрыва некоторых из них с постоянных орбит движения и перехода их в окружающее пространство. В результате, как это происходит при дегидратации (обезвоживании) природного гипса при 150...200°С или декарбонизации (удалении СО2) карбонатных пород при 800...900°С, образуются новые вещества (гипсовые вяжущие и воздушная известь), обладающие вяжущими свойствами.
При температурах 800... 1200 °С и более тепловое движение молекул твердых веществ возрастает столь значительно, что между ними становится возможным взаимообмен ионами и атомами с образованием новых соединений (реакции в твердых фазах). При обжиге в этих условиях мергелистых известняков или искусственных смесей известняков и глины продукты их разложения (CaO, SiO2, A12O3, Fe2O3 и др.) образуют серию новых соединений (2CaO-SiO2, СаО-А12О3, 2CaO-Fe2O3), являющихся основными минералами гидравлической извести и романцемента.
Скорость химических реакций возрастает при появлении жидкой фазы (при температуре более 1300 °С).
Процесс обжига с частичным плавлением сырьевой смеси называют спеканием. Обжигом до спекания получают портландцементный клинкер. Образование жидкой фазы при его производстве обеспечивает наиболее полное усвоение оксидами кремния SiO2 и алюминия А12О3 оксида кальция СаО и получение высокоосновных минералов, в частности наиболее ценного минерала в клинкере — трехкальциевого силиката 3CaO-SiO2.
Наиболее быстро химические реакции образования веществ, обладающих вяжущими свойствами, протекают при полном плавлении сырьевой смеси. Этого обычно достигают нагреванием смеси до 1600..1800 °С, что требует повышенного расхода топлива и применения специальных печей. В настоящее время плавлением получают лишь глиноземистый цемент высоких марок.
Таким образом, получение вяжущего вещества с заданными свойствами зависит не только от химического состава сырья, но и от правильного выбора температуры обжига и интервала времени для каждой зоны обжига. Из одной и той же минеральной смеси, но при разных температуре и режиме обжига можно получить вяжущее с различными свойствами (например, роман-цемент и портландцемент).
Процессы, происходящие при обжиге сырьевых материалов, и тепловые аппараты для обжига имеют определенную специфику для разных вяжущих, поэтому будут рассмотрены при описании конкретных вяжущих веществ.
Хранят вяжущие
вещества обычно в железобетонных силосах,
которые оборудуют
При отправке вяжущих веществ потребителям выдают паспорт, в котором указывают: завод-изготовитель, название вяжущего, его технические характеристики, массу партии и другие сведения.
Сущность индустриализации, типизации и унификации зданий и их конструктивных элементов.
Типизация — направление в строительстве, ориентированное на многократное применение зданий, конструктивных элементов и изделий на основе специально разработанных типов.
Типовыми Называют
объекты, предназначенные для
Типовое проектирование
— Разработка проектов зданий и
их элементов для массового
Различают несколько приемов разработки типовых элементов: закрытая и открытая системы типизации, блок-секционный метод типового проектирования.
54
При Закрытой системе Объектом типизации является серия зданий различного назначения (например, жилых домов, школ, детских учреждений) и всех элементов этой серии. Система изначально ориентировалась на выпуск ограниченного набора изделий для зданий данной серии и была основой заводского домостроения в бывшем СССР. Взаимозаменяемость изделий различных серий, как правило, исключалась. Эстетические возможности, вариантность планировочных и объемных решений были ограничены.
При Открытой системе Объектом типизации являются строительные изделия и детали, предназначенные для зданий любого назначения. Все сборные элементы выпускаемой номенклатуры обобщаются в серии по конструктивному (например, сборные элементы фундаментов) или типологическому признаку (примером может служить серия 1.020.1 каркасных зданий различного назначения). Проектировщик в соответствии с композиционным решением здания применяет те или иные типовые элементы, подбирая их по каталогу. Композиционные решения зданий ограничиваются только творческой фантазией автора проекта. Однако при открытой системе типизации из экономических соображений необходимо ограничивать номенклатуру выпускаемых изделий до практически требуемой.
Промежуточным решением является Блок-секционный метод проектирования, При котором объектами типизации являются фрагменты здания — блок-секции, различающиеся по назначению, планировке, форме в плане, этажности и т. д. Из этих блок-секций и компонуется объем зданий различного назначения. Блок-секция представляет собой полностью законченный проект (архитектурные и конструктивные решения, разделы сантехники, электрики, сметы и т. д.), который может быть применен самостоятельно или в сочетании с другими блок-секциями. Этот метод широко применяется прежде всего в жилищном и курортном строительстве.
Унификация — ограничение количества типоразмеров параметров зданий и типовых изделий с учетом их взаимозаменяемости. Унификация служит для обоснованного сокращения ряда типоразмеров шагов, пролетов и высот этажей, а также конструктивных элементов (оконных и дверных заполнений для массового строительства, плит перекрытий и т. д.). В результате сокращается количество размеров и форм конструктивных
55
Элементов для их изготовления или в заводских (сборные изделия), или в построечных условиях (например, элементов опалубки при монолитном домостроении). Однотипные унифицированные изделия могут применяться в зданиях различного назначения, при этом сокращаются затраты на их изготовление.
Основой унификации геометрических параметров конструкций является модульная координация размеров в строительстве (МКРС).
Стандартизация — установление на уровне закона общих требований к параметрам зданий, форме, размерам, способам отделки конструктивных элементов, методам изготовления и т. д. Высшей формой стандартизации являются ГОСТы — государственные стандарты. Наряду с утвержденными общегосударственными стандартами могут применяться межотраслевые, региональные, международные и другие стандарты.
Индустриализация
— максимальная механизация и
автоматизация процессов
Назовите наиболее уязвимые места, с которых начинается разрушение зданий.
Разрушение нагруженных конструкций проходит три стадии: стадию зарождения трещин в местах больших концентраций напряжений и разнообразных дефектов, стадию медленного
Рис. 12.1. Наиболее характерные уязвимые места, с которых начинается разрушение конструкций:
1 — на кровле; 2 — на балконе; 3 — на цоколе; 4 — в перекрытии; 5 — на стене
их развития и стадию лавинообразного разрушения при достижении критических напряжений. Продолжительность каждой стадии зависит от степени нагруженности конструкций o/R, уровня концентрации напряжений по сравнению с номинальными, характера дефектов, дополнительных воздействий агрессивной среды и т. п.
Очагами разрушения конструкций чаще всего являются конструктивные и технологические концентраторы напряжений, в частности изначальные трещины, дефекты сварки, места резких изменений сечений, стыки конструкций и т. п. В сварных конструкциях к наиболее слабым местам, приводящим к отказам, относятся сварные швы и зоны термовлияния; в сборных железобетонных конструкциях — стыки как в отношении водо- и газопроницаемости, так и разрушения (коррозии) элементов связи. Начало разрушения обусловливается неблагоприятным сочетанием разрушающих факторов: высокая влажность, низкая температура, скопление снега, пыли, загрязнение воздуха пылью, например угольной, соединениями серы и др.
Многовековой опыт строительства свидетельствует, что повреждения и выход зданий и сооружений из строя всегда были следствием совокупного воздействия многих факторов, из которых основными были недостаточный учет работы конструкций и дефекты их изготовления. В настоящее время совершенствуются теория и практика строительства, повышается надежность отдельных элементов и сооружений в целом благодаря использованию новых строительных материалов, конструкций и типов зданий.
Ниже приведены процентные соотношения выходов из строя (отказов) зданий и сооружений, исходя из одинакового их количества, по данным, указанным в [№22].
По назначению сооружения По видам конструкций производственных зданий
Производственные - 47 балки, прогоны - 29
Инженерные - 17 Перекрытия - 24
Общественные, бытовые - 16 Колонны - 21
Жилые - 14 Перегородки - 12
Сельскохозяйственные - 6 Фермы - 8
Стены - 6
По ошибкам, допущенным при проектировании, возведении и эксплуатации:
Производственные Жилые
проектирование 28 9 51
изготовление 31 26 26
монтаж 31 26 14
эксплуатация 10 39 9
По материалам
конструкций производственных
Каменные - 32 Сборные – 30
Металлические – 12,5 Монолитные железобетонные – 17,5
Крупноблочные, крупнопанельные - 6 Иные конструкции - 2
Анализируя приведенные процентные соотношения повреждений (отказов), видим, что большее их число в производственных зданиях объясняется большими пролетами конструкций и нагрузками на них, агрессивным воздействием сред в зонах концентрации напряжений; в жилых — выходом из строя
стыков крупных панелей, выполненных на недолговечных мастичных герметиках; в балочных конструкциях — как наиболее сложно работающих на растяжение при изгибе; в каменных и бетонных — из-за низкого их качества, плохой защиты от разрушающего воздействия.
Принципиальная схема воздушной системы отопления. Основные элементы систем.
Система отопления содержит следующие функциональные части:
источник получения тепловой энергии;
передающие устройства полученной тепловой энергии к помещениям;
отопительные приборы, передающие тепловую энергию на нагрев помещений.
По характеру
связи источника получения
местные, в которых источник получения тепловой энергии и отопительные приборы расположены в отапливаемом помещении или в непосредственной близости;
центральные, в которых источник получения тепловой энергии рассчитан на отопление нескольких зданий и связан передающими устройствами с отопительными приборами, установленными в отапливаемых помещениях.
К местным системам отопления относятся, например, печи для сжигания дров или каменного угля. Источником тепловой энергии здесь являются дымовые газы, получаемые при сгорании топлива. Дымовые газы имеют высокую температуру (свыше 300 °С) и прогревают кирпичную кладку многоходовых дымоходов. Значительная масса кирпичной кладки печей позволяет при одноразовой в сутки топке - трехчасовом сжигании дров до состояния превращения их в древесный уголь - обеспечить на внешней поверхности печи температуру до 40 °С, при которой нет опасности ожогов у людей. Накопившаяся в кирпичной кладке при топке печей теплота обеспечивает суточное сохранение температуры в помещении в утренние часы не ниже +18 °С.
Второй разновидностью местных систем отопления являются газовоздушные агрегаты, в которых теплота от сгорания газа передается через разделительную стенку к нагреваемой среде. На рис. 1 показана принципиальная схема лучистого газовоздушного отопления рабочих мест в производственном корпусе.
Рисунок 1. Принципиальная схема местного лучистого газовоздушного отопления помещения: 1 - газовый теплогенератор; 2 - вентилятор; 3 - газовая горелка; 4 - воздуховоды для транспортирования нагретой смеси дымовых газов; 5 - воздуховоды для транспортирования охладившейся смеси дымовых газов; 6 - рабочее место; 7 - кожух; 8 - тепловая изоляция; 9 - трубопровод для подвода природного газа; 10 - трубопровод для выброса излишков дымовых газов в атмосферу с воздушным регулирующим клапаном
Отечественная промышленность выпускает теплогенератор 1 типа ТГЛ-0,5 на газовом топливе, поступающем по трубопроводу 9. Расход сжигаемого газа может меняться от 7,5 до 60 м3/ч, что позволяет получать тепловую энергию мощностью от 70 до 575 кВт. Приточный вентилятор 2 подает по воздуховоду 4 смесь дымовых газов после сжигания в горелке 3 газа и возвратного по воздуховоду 5 охладившегося потока.
Полученная смесь в количестве 1200 м3/ч при температуре до 250 °С после горелки 3 поступает в приточные 4 и возвратные воздуховоды 5, смонтированные под потолком в кожухе 7, открытом снизу. Сверху кожуха 7 предусмотрен слой тепловой изоляции 8. Это обеспечивает значительное снижение теплопотерь от нагретых стенок кожуха в верхнюю зону помещения.
От нагретых до 250 °С стенок воздуховодов 4 и 5 лучистая теплота поступает на обогрев пола и рабочих мест б в помещение.
Для обеспечения работы представленной на схеме рис. 1 лучистой системы отопления требуется подведение по трубопроводу 9 газа к горелке 3 и электроэнергии к электродвигателю вентилятора 2. Отопительными приборами в этой местной системе служат воздуховоды 4 и 5. Достоинством этой системы отопления является безопасность при нарушении герметичности воздуховодов 4 и 5, так как в верхней зоне помещения имеется общеобменная вытяжка 10.
Обогрев лучистой теплотой только рабочих мест, где постоянно находятся люди, позволяет снижать температуру воздуха в объеме помещения, где нет людей, и находится только оборудование, что в итоге дает большую экономию тепловой энергии. В качестве примера можно привести Волжский трубопрокатный завод, где в прокатном цехе лучистым теплом обогреваются только фиксированные рабочие места, над которыми смонтированы панели лучистого отопления.
На рис. 2 показан третий пример местной системы отопления на базе электроотопительного вентиляторного агрегата с теплоаккумулирующей насадкой.
Рисунок 2. Принципиальная схема местного электроотопительного агрегата с теплоаккумулирующей насадкой: 1 - декоративная крышка кожуха; 2 - тепловая изоляция крышки; 3 - передняя съемная декоративная панель; 4 - тепловая изоляция передней панели; 5 - внутренняя теплонакапливающая изоляция; 6 - каналы для прохода нагреваемого воздуха; 7 - электрические нагреватели; 8 - биметаллическая тяга; 9 - приточная решетка для выхода нагретого воздуха; 10 - решетка поступления внутреннего воздуха из отапливаемого помещения; 11 - направляющие всасываемого потока воздуха; 12 - внутренняя изоляция; 13 - насадка из микропористого теплонакапливающего материала; 14 - задняя стенка кожуха; 15 - тепловая изоляция задней стенки; 16 - блоки теплонакапливающей насадки; 17 -теплонакапливающая изоляция; 18 - привод воздушного клапана; 19 - вентилятор; 20 - электрическая автоматика и защита; 21 - воздушный клапан
Использование
электрической энергии в
Воздухонагреватель на рис. 2 позволяет получать теплоту в ночные часы, когда стоимость электроэнергии (в тепловом эквиваленте) даже ниже стоимости теплоты от теплоэлектроцентрали (ТЭЦ).
К щиту автоматики
и защиты 20 подводится однофазный ток
напряжением 220 В от розеток в
жилых и общественных зданиях. Поэтому
достаточно подключиться к существующей
электропроводке и будет
Электронагреватели
7 расположены как
Электронагреватели 7 потребляют электроэнергию только в ночное время и прогревают блоки теплоемкой насадки 13 и 16. Мощность электронагревателя 7 выбирается для условий компенсации теплопотерь помещением в течение суток.
В дневные часы нагреваемый воздух проходит по каналам 6 и воспринимает теплоту насадок 13 и 16, накопленную от работы электронагревателей 7 в ночные часы при дешевой стоимости электроэнергии.
Местные аккумуляционные
электронагреватели по схеме на рис.
2 получили за последние годы широкое
применение в странах Западной Европы.
Этому способствовало увеличившееся
число применяемых для
В нашей стране
наибольшее применение, начиная с 30-х
годов прошлого века, получили центральные
отопительные системы. Прежде всего, это
объясняется развитием
На рис. 3 представлены принципиальные схемы центральных систем отопления со снабжением горячей водой от крупного центрального источника - теплоэлектроцентрали (ТЭЦ), районной тепловой станции (РТС) или котельной установки (КУ).
Рисунок 3. Принципиальная
схема центрального отопления здания
от крупного источника теплоснабжения:
1 - теплообменник «жидкость-
Горячая вода по трубопроводу 11 с температурой Twt1 поступает в теплообменник 1, в котором через разделительную стенку теплота передается на нагрев воды системы отопления здания до twt1. После отдачи теплоты в теплообменнике 1 вода от центрального источника теплоснабжения понижает свою температуру до Twt2 и по обратному трубопроводу 12 возвращается на тепловую станцию для повторного нагрева.
Нагретая вода по подающему трубопроводу 2 направляется к горизонтальному распределительному трубопроводу 3, к которому присоединены вертикальные стояки 4. Для ремонтного отключения стояков служат краны 5.
К вертикальному стояку 4 присоединены отводы к отопительному прибору 6 в помещении. Вертикальный стояк 4 в нижней части присоединяется к горизонтальному обратному трубопроводу 7, на котором смонтирован насос 8.
На всасывающей стороне насоса 8 смонтирован герметичный расширительный сосуд 9, имеющий гибкую внутреннюю перегородку - мембрану. Нагнетательная сторона насоса 8 соединена с теплообменником 7, в который подается охладившаяся в отопительных приборах вода с температурой twt2.

- Контрольная работа по "Основы строительства и инженерное оборудование"
- Контрольная работа по «Основы схемотехники»
- Контрольная работа по «Основы теории автоматического управления»
- Контрольная работа по «Основы теории коммуникации»
- Контрольная работа по «Основы теории управления»
- Контрольная работа по «Основы теории управления»
- Контрольная работа по «Основы техники связи»
- Контрольная работа по «Основы статистики»
- Контрольная работа по "Основы статистики"
- Контрольная работа по "Основы статистики и бухгалтерского учета"
- Контрольная работа по «Основы страхования»
- Контрольная работа по «Основы страхового дела»
- Контрольная работа по «Основы строительного дела»
- Контрольная работа по "Основы строительного дела"