Контрольная работа по "Строительным материалам и изделиям"

МИНОБРНАУКИ  МО

ГБОУ МО СПО «Мончегорский политехнический колледж»

Оценка ___________________________   Дата___________________________

Подпись преподавателя______________________________________________

Мончегорск

2012

Содержание

Вопрос 1. Перечислите основные свойства гранита, мрамора, известняка и вулканического туфа, указав, для каких целей в строительстве применяют эти материалы.

Гранит образуется в процесс остывания, кристаллизации магмы на большой глубине под давлением земляного слоя. Под избыточным давлением магма кристаллизируется в зерна правильной формы. Благодаря однородной структуре гранит не только эстетически красивый, но и стойкий к воздействиям, прочный материал. Предельные усилия сжатия природного гранита просто поражают более 300 Н/м2. Предел прочности при растяжении, при изгибе значительно меньше и составляет 1/60 - 1/40 предела прочности при сжатии гранита. На прочность влияет множество показателей от способа добычи гранита до природных показателей размеров зерна того или иного гранита.

Все виды гранитов разделяют по размеру зерна, на граниты  мелкозернистые, среднезернистые и  крупнозернистые. К мелкозернистым гранитам относятся все граниты, размер зерна которых менее 2 мм. Такие граниты, благодаря большей  однородности, обладают повышенной прочностью и стойкостью к разрушениям. К  крупнозернистым гранитам относят  все виды гранитов, у которых размер формирующей фракции от 10 мм. Все  остальные граниты относятся  к среднезернистой группе. Мелкозернистые граниты обладают повышенной сопротивляемостью  к истиранию, не выветриваются и  не разрушаются под воздействием ветра. Мелкозернистые граниты лучше  справляются с интенсивным нагреванием, в то время как крупнозернистые  от воздействия огня разрушаются. Термический  нагрев, и как следствие неравномерное  расширение в объеме крупных фракций  материала приводит к растрескиванию породы. Например, в старых жилых  домах часто лестницы из гранита  после пожаров растрескиваются.

При всей своей  стойкости и прочности гранит хорошо обрабатывается, его можно  обтесать, отшлифовать, а на лицевой  стороне гранита можно достичь  идеальной полированной поверхности. Это свойство активно используют в cтроительстве.

Гранит обладает высоко прочностью при сжатии в пределах 120-300 МПа, а также высокой плотностью, однородностью, имеет низкое водопоглащение, не превышающее 0,8% объема, позволяющее  использовать гранит как строительный материал, как облицовочный материал для наружных работ, а также как  отделочный материал для внутренних работ. Гранит можно использовать в  регионах дальнего севера, так как  материал не теряет своих прочностных  характеристик (морозостоек), обладает высокой теплопроводностью за счет однородности. Гранит используют для  изготовления покрытий в местах общественного  пользования, так как материал обладает повышенной стойкостью к истиранию. Также гранитные блоки применяют  для формирования надежного фундамента больших сооружений, всевозможных монументов и памятников. Гранит используют также  для строительства цоколей высоких  зданий, строительства мостов и набережных. Гранитной брусчаткой уже многие столетия покрывают улицы, а гранитный  щебень используют в качестве основы дорожного покрытия и автострад.

Изделия из гранита, как и поверхности из отделочных материалов, обладают повышенной стойкостью и прочностью. Эти свойства сказываются на степени ухода  за поверхностью гранита. Природный  камень гранит – материал практически  долговечный и с эстетичным внешним  видом. Он активно используется как  в строительстве, так и для декоративного оформления.

Мраморная плитка и натуральный  мрамор отличаются идеальной плоскостью даже при очень большой площади: это означает, что возможно использовать материал для масштабных работ.

Мрамор отличается очень высокой механической прочностью. Как известно, натуральный мрамор примерно в два-два с половиной раза прочнее бетона и многих других пород натурального камня. Мрамор обладает так называемой нитевидной структурой, обеспечивающей его уникальные свойства выдерживать как статические, так и динамические нагрузки. Это означает, что мраморная мозаика или же мраморные панно всегда будут прекрасно выглядеть независимо от физических нагрузок. Очень важна механическая прочность материала также для полов из мрамора и различных мраморных бордюров, плинтусов и других аналогичных украшений.

Абразивная стойкость (сопротивляемость истиранию). Как уже упоминалось выше, мрамор обладает очень высоким уровнем абразивной стойкости: полы из мрамора всегда будут оставаться красивыми и эстетичными, столешницы из мрамора не повредятся от того, что вы поставите на них тяжелую посуду, а мозаичные панно, установленные даже в людных и не очень благоприятных в плане пыли и влаги местах не будут бояться чистки и регулярной уборки.

Мрамор прост в обработке. Это означает, что резка мрамора не повреждает его: изготовление мозаики или же модификация столешницы не вносит микротрещин и не делает материал уязвимым для внешней среды. Материал обладает целостностью: к примеру, вы можете сверлить его, не боясь расколоть - или же выполнять любые художественные работы не боясь уменьшить его физические характеристики. Если вы когда-нибудь обращали внимание на декоративный бордюр или мраморный плинтус утончённой работы, то наверняка задумывались, как же удалось провести столь сложные операции со столь большими фрагментами камня.

Возможность восстановления материала. Мраморная плитка обладает одним очень важным достоинством, не присущим другим видам натурального камня и керамики: есть возможность её восстановления после нанесения повреждений. К примеру, длинная царапина, оставленная на полу, может испортить любое панно или мозаику - но только не из мрамора. С помощью специальных операций удаётся "залечить" это место и придать материалу первозданный вид.

Мрамор, в отличие от других видов камней, не расслаивается. Это означает, что даже через несколько десятков лет эксплуатации не будут заметны никакие горизонтальные изменения и подвижки. Укладка мрамора производится на века. Простота транспортировки. Мраморная плитка может легко перевозиться без какого-либо ущерба для материала. Это позволяет транспортировать мозаичные панно с места на место - или же выполнять удобную доставку сразу после того как вы решили купить мрамор.

Высокое шумопоглощение. Мрамор прекрасно гасит звуки (в сравнении с другими аналогичными материалами) и потому используется для отделки элитной недвижимости.

Стойкость к вибрациям. Даже цельный кусок мрамора (например, мраморная ванная или подоконник) обладает высокой стойкостью к вибрационному воздействию и эффективно гасит различные колебания.

Очень большой срок реальной службы. Как мы уже упоминали, мрамор очень долговечен. Однако реальный срок службы в естественных условиях зачастую очень часто отличается от декларируемого - всё же за годы происходит всякое. Мрамор не раз доказывал свою прочность и надёжность, с лёгкостью проходя сквозь самые сильные испытания. Вы можете быть уверены в том, что облицовка мрамором или же декоративное панно из него будут служить вам очень долго.

Чистый цвет. Мраморные панно и мраморная плитка отличаются яркими естественными оттенками цвета, а также очень высокой стойкостью. В отличие от многих синтетических материалов, цвет мрамора с годами не тускнеет и не меняется, а в отличие от многих натуральных камней, мрамор обладает куда более сочными и разнообразными оттенками. Кстати, если вы обращали внимание как желтеет натуральный камень или санфаянс, то должны знать, что этот процесс происходит в результате реакций атмосферных соединений и солей железа, содержащихся в материале. Мраморная плитка прекрасно держит цвет даже в условиях высокой влажности: вы никогда не увидите, как она желтеет.

Полная механическая безопасность: даже если вы разобьёте (что достаточно сложно) мраморную плитку, мрамор не образует острые осколки, а место слома можно будет аккуратно зашлифовать. Мрамор полностью безопасен и не создаёт при разрушении элементов, способных повредить человеку.

С гигиенической точки зрения мрамор также очень хорош. Первый важный фактор - это химическая стойкость. Мрамор обладает высоким уровнем химической стойкости (причём по всему объёму материала). Среди всего прочего это означает, что даже на сколах и внутри технологических отверстий мраморная плитка так же стойка, как и везде. Важно понимать, что несмотря, на высокий уровень сопротивляемости химической агрессии, для полного сохранения визуального эффекта всё же необходимо ухаживать за мраморными панно и мраморной плиткой с помощью специальных средств: речь идёт скорее о том, что материал долговечен и выдерживает различные случайности, нежели о том, что к уходу за ним можно относиться халатно. Обратите также внимание, что мраморная плитка весьма плохо воспринимает кислотные среды, поэтому достаточно редко применяется, к примеру, в медицинских учреждениях определённого типа, предполагающего не санаторное лечение, а оперативное.

Мраморная плитка обладает высоким уровнем гигиенической  безопасности: прекрасные бактерицидные  свойства в сочетании с высокой  экологичностью делают этот материал безупречным для облицовки самых  различных поверхностей, а также  для применения на кухне или в  столовой (отчасти столешницы из мрамора  популярны именно поэтому).

Мрамор обладает электроизоляционными свойствами. В частности, следует понимать, что полы из мрамора или ванная из мрамора безопасны с точки зрения электропроводности. Мрамор также не накапливает статическое электричество, что зачастую является очень важным для интерьерных работ.

Мрамор приятен на ощупь. Мраморная плитка воспринимается очень комфортно и тепло: это из-за того, что теплопроводность мрамора достаточно высока.

  Известняк это осадочная порода. Благодаря своей природной привлекательности, гибкости и многочисленным преимуществам в качестве материала для строительной и отделочной отраслей, он используется как дизайнерами и озеленителями в качестве напольного покрытия в виде плиток или плит, чтобы украсить подъезды, ванные комнаты и кухни.

Прочный и долговечный. Известняк является твердой и прочной породой, что делает его идеальным выбором для использования в качестве напольного покрытия. Он может быть использован в спальнях, а также в галереях, в которых тяжелые предметы ставят на пол. Благодаря высокой прочности и долговечности, известняк рекомендуют многие строители и архитекторы.

Элегантный  внешний вид. Благодаря природной привлекательности известняка, он создаёт особу атмосферу в доме, офисе или любом другом помещении. Полы из известняка доступны различных оттенков, цветов и текстур. У известняка своеобразный матовый блеск, он идеально подойдёт Вашей мебели и интерьеру. Вы можете использовать темные полы из известняка в коридоре и светлый известняк для пола в ванной, чтобы вписаться в эстетику пространства. Матовый блеск известняка предотвращает появление случайных царапин на его поверхности, когда известняк используется в качестве напольного покрытия. Будучи устойчивыми к влаге, он требует низких эксплуатационных расходов, таких как уборка со шваброй и моющим средством.

Плитка из известняка это популярный выбор в качестве решения коммерческого или бытового вопроса. Природные камни, такие как известняк одно из самых надежных решений для облицовки пола и идеально подходят для использования на кухнях и в ванных комнатах, поскольку они являются водонепроницаемыми и не становятся скользкими при намокании. В последние годы использование плитки из известняка для полов вырос в популярности и стал гораздо более модным. Люди, которые разбираются в моде и дизайне сознательно предпочитают, чтобы в их ванной, на кухне и других помещениях, таких как жилые комнаты и коридоры были покрыты плиткой из известняка.

Известняк может  быть использован для многих других поверхностей, кроме пола. Известняк  обычно используется в качестве рабочей  поверхности для кухонных столешниц, барных стоек, подоконников, облицовки фасадов, внутренней отделки стен, в озеленении, для бассейнов и для создания потрясающих лестниц. Известняк один из самых дешевых вариантов.

Туф — легкая, сцементированная, пористая горная порода. Имея высокие декоративные свойства, представляет собой ценный отделочный строительный материал. По способу геологического образования различают основные типы туфов: вулканические, известковые и кремнистые. Известковые и кремнистые туфы образуют, в отличие от вулканических туфов, группу горных пород, объединённых генезисом — отложением карбоната кальция или кремнистого вещества из раствора в местах выхода на земную поверхность минеральных источников.

Преимущества

• Долговечность.
• Прочность.
• Высокая морозостойкость (50-600 циклов).
• Отличная звукоизоляция и теплоизоляция.
• Хорошая водостойкость.
• Небольшой объемный вес (0,75-1,6т/м3).
• Туф великолепно устойчив к жаре, морозам и влаге.
• Туф очень легко обрабатывается.
• Туф великолепно сохраняется в различных атмосферных условиях.
• Туф обладает большим сопротивлением к выветриванию, что сохраняет его в хорошем состоянии на протяжении многих лет.

Недостатки

• Некоторые виды туфа не совсем водостойки, при намокании их полезные свойства теряются.

Обладающие  низкой звуко- и теплопроводностью, рыхлые, пористые известковые туфы применяют в качестве строительных материалов, из травертина изготавливают напольную и облицовочную плитку. Известковый туф применяется для возведения строений как лёгкий строительный камень, теплоизоляционный материал, для производства жжёной извести. Блоки из туфа применяются для строительства каменных зданий с древнейших времен. Туф достаточно легко обрабатывается, например, из туфа вырублены монолитные церкви Лалибэла. В то же время рыхлые туфы частично водопроницаемы, что ограничивает их использование в качестве облицовочного камня.

Вопрос 2. Опишите способы, обеспечивающие механическое упрочнение арматурной стали.

Упрочнение арматурной стали позволяет повысить предел ее текучести и более эффективно использовать арматурную сталь в железобетонных конструкциях. Упрочнение стали может быть выполнено в холодном состоянии и термическим способом. Холодное упрочнение стали производят вытяжкой, сплющиванием и волочением. Наибольшее распространение получила вытяжка.

Упрочнение  арматурной стали вытяжкой заключается в том, что арматурные стержни на специальной машине растягивают до предела текучести стали, когда остаточные деформации в стали обеспечивают заданное удлинение стержней в 3,5—5,5 % в зависимости от марки стали. При упрочнении контролируют как удлинение, так и напряжение в стержне. После снятия напряжения сталь перекристаллизовывается, вследствие чего предел ее текучести в зависимости от класса стали и диаметра стержней может увеличиваться на 15—50 %. Обычно механическое упрочнение повышает расчетное сопротивление стали примерно на один класс по сравнению с исходным значением.

Стержневую  арматуру диаметром более 10 мм упрочняют  вытяжкой на машине СМЖ-31Б.

В арматурных цехах подвергают механическому упрочнению стали классов A-2 марки Ст5 и класса А-3 марок 35ГС и 25Г2С. При этом сталь марки Ст5 вытягивают на 5,5 % при напряжении до 450 МПа, сталь 25Г2С удлиняют на 3,5% при напряжении до 550 МПа, а сталь 35ГС удлиняют на 4,5 % при напряжении до 550 МПа.

     Физико-механические свойства сталей улучшает термическая обработка. Различают следующие виды термической обработки: закалка. Отпуск, отжиг и нормализацию.

Закалка заключается в нагреве стали до 800-900⁰С  и быстром охлаждении ее в воде или масле. Закалка увеличивает прочность и твердость стали, но снижает ударную вязкость.

Отпуск закаленной стали – медленный ее нагрев до 200-350⁰С, выдержка при этой температуре с последующим медленным охлаждением на воздухе. При отпуске стали снижается твердость, но повышается вязкость.

  Отжиг – нагрев стали до определенной температуры, выдержка и медленное охлаждение в печи. Отжигают сталь для снижения твердости и повышения ее вязкости.

   Нормализация  стали – разновидность отжига, состоящая из нагрева ее до  температуры ниже температуры  закалки, выдержки при этой  температуре и охлаждения на  воздухе. Нормализация повышает  твердость, прочность и ударную  вязкость стали. Для увеличения  прочности и твердости поверхностных  слоев стальных изделий производят  поверхностную закалку токами  высокой частоты, а также цементацию  стали, т.е. насыщение углеродом  ее поверхностного слоя при  нагреве в углеродистой среде. 

Термическое упрочнение арматурной стали используется реже, чем упрочнение вытяжкой. Сущность термического упрочнения заключается в том, что повышение механических свойств стали (предел текучести и временное сопротивление) осуществляется путем ее закалки, что позволяет сократить расход арматуры при изготовлении железобетонных изделий на 30—35 %. При термическом упрочнении арматурные стержни разогревают с помощью электрического тока до 900—1000 °С, затем быстро охлаждают в воде. Для придания стали требуемой пластичности охлаждаемые водой стержни снова нагревают электрическим током до 300—400 °С и опять охлаждают, но уже на воздухе. Для термического упрочнения применяют установку типа СМЖ-176.

Термическому  упрочнению можно подвергать углеродистые и низколегированные арматурные стали. Так, в результате термического упрочнения горячекатаной арматурной стали класса АП марки Ст. 5 ее временное сопротивление разрыву может быть повышено с 5000 до 9000 кГсм2, а предел текучести с 3000 до 6000 кГсм2, что соответствует арматуре класса ATV. Временное сопротивление арматурной стали класса АШ после термического упрочнения повышается с 6000—7000 до 10 500—12 000 кГсм2, а предел текучести — с 4000—5000 до 8000—10 000 кГсм2, что соответствует арматуре классов ATV и ATV. Приведенные примеры показывают, что термическая обработка позволяет повысить прочностные характеристики арматуры на 50—100%. При этом необходимы сравнительно малые дополнительные затраты, которые не превышают 10% стоимости исходной горячекатаной арматуры.

Способы термической  обработки стали различны. Для  арматурной стали наиболее приемлемым способом термообработки в настоящее  время считается закалка в  воде с последующим отпуском. После  закалки прочностные свойства стали  значительно повышаются, а пластичность снижается. Последующий отпуск несколько  снижает степень закалки, т. е. прочностные  характеристики стали, но зато увеличивает  ее пластичность.

Вопрос 3. Каковы свойства воздушной извести и где в строительстве она применяется?

            На строительство поставляют воздушную известь в виде негашеной комовой (кипелки), негашеной порошкообразной (молотой кипелки) и гашеной (гидратной) порошкообразной (пушонки).

Негашеная комовая известь — мелкопористые куски СаО размером 5...10 см, получаемые после обжига сырья, средняя плотность 1600...1700 кг/м3.  
В зависимости от содержания оксида магния воздушную известь разделяют на кальциевую (70...90 % СаО и до 5 % МО), магнезиальную (до 20% М§0) и высокомагнезиальную или доломитовую (М§0 от 20 до 40 %).  
Негашеную воздушную известь выпускают трех сортов. В зависимости от времени гашения извести всех сортов различают: быстрогасящуюся известь (время гашения до 8 мин); среднегасяющуюся (до 25 мин), медленногасящуюся (свыше 25 мин).

Комовая негашеная известь — полуфабрикат для получения известкового теста, гидратной извести (пушонки) и молотой извести. Комовую известь перевозят навалом в закрытых вагонах и автомашинах. Хранят комовую известь на складе с деревянным полом, приподнятым над землей на 30 см. Недопустимо попадание на известь воды, иначе она начнет гаситься, разогреется и вызовет пожар. Тушить пожар водой на складе извести запрещается.

Негашеную порошкообразную (молотую) известь получают помолом  комовой извести в шаровых мельницах. В известь при измельчении часто вводят в количестве 10...20 % гидравлических добавок (шлак, зола). Как и комовую, молотую известь без добавок делят на три сорта, с добавками — на два; насыпная плотность 900...1100 кг/м'3.  
Степень измельчения извести характеризуют зуют полными остатками на ситах № 02 и № 008, которое должны составлять соответственно не более 1,5 и 15% от массы просеиваемой пробы.

При затворении водой молотая известь подобно  гипсовым вяжущим образует пластичное тесто, а через 20...40 мин схватывался, так как вода затворения частично расходуется на гашение извести. При этом известковое тесто густеет, теряет пластичность и быстро твердеет. При оптимальном расходе воды известь во время твердения сохраняет объем.  
           Строительные растворы и изделия из молотой извести (благодаря меньшему количеству свободной воды) менее пористы, более прочны и водостойки. Важно и то, что при гашении известь (а значит, и раствор) разогревается, что облегчает работу с ней зимой. Молотая известь не дает отходов.

Перед приготовлением раствора известь не гасят, а засыпают непосредственно в растворосмеситель, где она гасится в процессе при пгговления раствора.  
Ускоряют твердение растворных смесей на молотой извести добавкой хлорида кальция, замедляют (в период схватывания) добавкой гипсового вяжущего, серной кислоты, ЛСТ.  
Хлорид кальция и гипсовое вяжущее повышают прочность раствора; замедлители твердения предохраняют штукатурку от появления на ней трещин. Время твердения раствора регулируют количеством воды затворения (увеличение количества воды приводит к замедлению, а уменьшение к ускорению твердения раствора). 
Плохо то, что порошкообразная негашеная известь, быстро соединяясь с водой и влагой воздуха, теряет качество (портится), превращаясь в гидратную известь. Поэтому известь перевозят на дальние расстояния в герметически закрытых контейнерах или многослойных бумажных мешках.

Молотую известь  применяют в растворах для  надземной кладки и штукатурки, для  производства известковых вяжущих  и красок, в качестве добавки к  растворам для ускорения твердения (особенно зимой), для отделочных известково-гинсовых растворов. 
Молотую известь с активными минеральными добавками применяют в штукатурных растворах для подземной части зданий и в растворах, твердеющих во влажных условиях. 
         Строительную воздушную известь применяют не только для приготовления кладочных и штукатурных растворов, но также для приготовления бетонов низких марок, работающих в сухих условиях, для производства силикатного кирпича, ячеистых изделий автоклавного твердения, известковых красок, смешанных гидравлических вяжущих и других материалов.

4. Перечислите виды строительных  растворов, опишите методы определения  качества и    применяемые  приборы.

     По виду вяжущего строительные растворы делятся на цементные (на портландцементе или его разновидностях); известковые (на воздушной или гидравлической извести); гипсовые (на основе гипсовых вяжущих – строительного гипса, ангидритовых вяжущих); смешанные (на цементно-известковом, цементно-глиняном, известково-гипсовом вяжущем). Растворы, приготовленные на одном вяжущем,  называются простыми, а на нескольких вяжущих – смешанными, или сложными.

        По  назначению различают строительные растворы кладочные, применяемые для каменных кладок и монтажа стен из крупноразмерных элементов; отделочные, используемые для штукатурки, нанесения декоративных слоев на стеновые блоки и панели; специальные, обладающие особыми свойствами (гидроизоляционные, акустические, рентгенозащитные и т.д.).

   Свойства растворных смесей.

1. Удобоукладываемость – способность смеси укладываться на поверхности тонким однородным слоем. Удобоукладываемость смесей зависит от степени их подвижности и водоудерживающей способности.
2. Подвижность – способность легко растекаться по поверхности камня тонким слоем и заполнять все неровности основания. Степень подвижности  растворной смеси определяется при помощи стандартного конуса (рис.1) массой 300г с вершиной угла 30⁰ и высотой 15см.

Рисунок 1 – Стандартный конус  для определения подвижности

растворной  смеси

1 – подвижный  стержень с конусом; 2 –линейка  с делениями; 3 – штатив;

4 – сосуд  с растворной смесью.

   Конус погружается в растворную  смесь вершиной: чем больше глубина  его погружения, тем большей подвижностью  обладает растворная смесь. За  показатель подвижности принимают  глубину погружения конуса (см). Степень  подвижности зависит от количества  воды затворения, от состава и  свойств исходных материалов. Для  повышения подвижности растворных  смесей в их состав вводят  пластифицирующие минеральные добавки. А также поверхностно-активные вещества. Пластифицирующие добавки позволяют достигать требуемой подвижности растворной смеси при меньшем расходе воды и цемента, т.е. получать растворы большей прочности или экономить цемент. Рабочую подвижность раствора в летних и зимних условиях принимают в зависимости от его назначения и вида стенового материала.

       Водоудерживающей  способностью называют свойство  растворной смеси удерживать  воду при укладке ее на пористое  основание и не расслаиваться  в процессе транспортирования.  В том случае, когда растворная  смесь обладает хорошей водоудерживающей  способностью, частичное отсасывание  воды уплотняет растворную смесь  в кладке, что повышает прочность  раствора. Водоудерживающая способность  зависит от соотношения составных  частей растворной смеси. Она  повышается при увеличении расхода  цемента, замене части цемента  известью, введении высокодисперсных  добавок (зол, глин и др.), а  также некоторых поверхностно-активных  веществ.