Міського господарства методичні вказівки icon

Міського господарства методичні вказівки




Скачати 485.86 Kb.
НазваМіського господарства методичні вказівки
Сторінка1/3
Дата02.06.2012
Розмір485.86 Kb.
ТипДокументи
  1   2   3


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ

МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА


МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ


для виконання практичних занять з курсу „Композиційні матеріали”

(для студентів 4 курсу спец. 7.092103 „Міське будівництво та господарство”)


Харків – ХНАМГ – 2005


Методичні вказівки для виконання практичних занять з курсу „Композиційні матеріали” (для студентів 4 курсу денної форми навчання спец. 7.092103 „Міське будівництво та господарство”). Укл. Кондращенко О.В., Бурак М.П., Рищенко Т.Д. – Харків: ХНАМГ, 2005. – 39 с.


Рецензент: д-р техн. наук, проф. В.Л. Чернявський, ХДТУБА


Рекомендовано кафедрою ТБВ та БМ, протокол № 5 від 4.03.2005 р.


Вступ


Методичні вказівки призначені для самостійної підготовки студентів будівельної спеціальності до практичних занять з курсу „Композиційні матеріали”. Вони включають основні положення лекційного матеріалу з цієї дисципліни, завдання для практичних занять, контрольні запитання для самостійної перевірки знань за темами занять і список літератури.

Основні положення лекційного курсу містять перелік тем і окремих питань, що розглядаються в даній темі з необхідними рисунками та таблицями.

Завдання для практичних занять пов’язані з темами лекцій і направлені на поглиблене засвоєння виучуваного матеріалу і наближення теоретичних знань до їх реального використання.

Для виконання практичних занять і самостійного поглибленого вивчення курсу наведено список літератури.

З метою контролю знань і ступеня засвоєння матеріалу курсу „Композиційні матеріали” студенти проходять тестування за контрольними запитаннями. Позитивні результати тестів і захищені роботи практичних занять дають студентам право на отримання заліку.


^ ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ ЛЕКЦІЙНОГО КУРСУ

КОМПОЗИЦІЙНІ МАТЕРІАЛИ”


Лекційний курс „Композиційні матеріали” базується на закономірностях теорії матеріалознавства і розглядає особливості будови матеріалів на різних структурних рівнях, процеси формування структури, що дозволяє прогнозувати властивості будівельних композиційних матеріалів і активно керувати ними, а також надає теоретичну базу для одержання нових матеріалів із заданими властивостями.


  1. ^ Загальні поняття і структура композиційних матеріалів

Поняття про композиційні матеріали. Основні ознаки композитів. Склад і будова композиту, поняття матриці та армуючого компонента. Технологічні та експлуатаційні вимоги до матеріалу матриці. Класифікація композиційних матеріалів.

Структура композиційних будівельних матеріалів та їх загальні ознаки на чотирьох рівнях: атомно-молекулярному, субмікроскопічному, мікроскопічному, макроскопічному.

Атомно-молекулярний рівень: особливості будови матеріалів за видами кристалічних граток (для кристалічних тіл) і агрегатами молекул, атомів або іонів (для аморфних тіл). Типи хімічних зв’язків між структурними елементами (рис. 1).




а б в

Рис. 1 - Схеми граток залежно від типу хімічних зв’язків:

а - іонний; б - атомний; в - металевий

Методи ідентифікації структурних складових композитів. Особливості анізотропних структур. Явище ізоморфізму та його використання в технологіях одержання композиційних будівельних матеріалів.

Мікрогетерогенні системи як основа в’яжучих компонентів у структурі композиційних матеріалів: бетонної суміші, розчинів, лакофарбових сумішей, скляних розплавів тощо. Методи вивчення мікрогетерогенних систем. Особливості утворення просторових структур у системах на основі мінеральних в’яжучих. Явища пептизації і тиксотропії. Вплив міцелярної будови колоїдних розчинів на їх властивості й властивості будівельних матеріалів (рис. 2).



а б

Рис. 2 - Будова міцели:

а – негативно заряджена частка;

б- позитивно заряджена частка.


Седиментаційно нестійкі системи: порошки, суспензії, емульсії, піни, пасти як компоненти для одержання композиційних матеріалів. Види структур капілярно-пористих композиційних матеріалів (рис. 3). Методи визначення пористості. Вивчення макроструктури композитів для визначення:

1) відносного вмісту в’яжучого і заповнювача та їх взаємного розташування;

2) мінералогічного складу, розміру, форми й характеру поверхні зерен;

3) кількості й форми мікропор.




Рис. 3 - Схеми типів структур капілярно-пористих матеріалів:

а - з кулькоподібними порами; б – з циліндричними порами; в – перемінного перерізу; г – схема структури цементного каменя


Види й особливості двокомпонентних структур (рис. 4). Види конгломератних двокомпонентних структур (рис. 5). Різновиди дефектів структур, що впливають на деструкцію композиційних будівельних матеріалів.


Рис. 4 - Схеми структур:

а – складена послідовно;

б – складена паралельно;

в – конгломератна




Рис. 5 - Схеми макроструктур конгломератного типу:

а – базальної цементації; б – порова; в – контактна

^ 2. Композиційні матеріали на основі мінеральних в’яжучих

Характеристика цементних бетонів як композиційних матеріалів конгломератного типу. Склад цементного каменя і особливості його структури. Види гідратних фаз цементного каменя (рис. 6).



1 2 3 4

Рис. 6 - Схема послідовності виникнення гідратних новоутворень цементу:

1 – цементне тісто; 2 – після тужавлення; 3 – кристалічна структура;

4 – цементний камінь зі стабільними сполуками


Класифікація пор цементного каменя. Явище контракції. Фактори, що впливають на міцність цементної матриці у складі композиційних матеріалів. Основні види структур цементних бетонів (рис. 7).



Рис. 7 - Основні види структур бетону:

а – щільна; б – така ж з ніздрюватим заповнювачем;

в – ніздрювата; г – зерниста

Види взаємодії цементної матриці із заповнювачем: механічна, фізико-хімічна, змішана. Фактори, що впливають на розвиток тріщиноутворення бетонного каменя. Різновиди тріщин. Теорія міцності бетону. Фактори, що впливають на міцність бетону (рис. 8, 9).



Рис. 8 - Зростання міцності бетону у часі:

1 – нормальні умови твердіння; 2 – пропарювання (звичайний тиск, температура 80 оС); 3 – запарювання в автоклаві (тиск 0,8 МПа, температура 179 оС)




Рис. 9 - Зростання міцності бетону при температурах від – 3 до +40 оС

Технологічні прийоми регулювання міцності бетонів. Взаємозв’язок властивостей бетону від показників його міцності (табл. 1).

Таблиця 1 - Розрахункові формули властивостей бетону, пов’язані з міцністю при стиску



Властивості бетону

Розрахункова формула

1

Міцність бетону на розтягнення при згині, Rр.з.

Rр.з. = 0,08(10 Rсж)

2

Міцність бетону на розтягнення при

розколюванні, Rр.р.

Rр.р. = 0,055(10 Rсж)

3

Міцність бетону при осьовому розтягненні, Rо.р.

Rо.р. = 0,046(10 Rсж)

4

Міцність бетону при зрізі, Rзр.

Rзр. = 0,093(10 Rсж)

5

Міцність бетону при сколюванні, Rск.

Rск. = 0,162(10 Rсж)


Особливості поводження бетону при динамічних навантаженнях: коефіцієнт динамічного зміцнення, межа втомленості й витривалості:

Кв = ?у/Rст, (1)

де Кв – коефіцієнт витривалості; ?у – межа втомленості; Rст –межа міцності при стиску.

Гіпотези механізму морозного руйнування цементних бетонів: 1) гідростатичного тиску; 2) гідравлічного тиску; 3) термічної несумісності компонентів. Фактори, що впливають на морозостійкість бетону та способи підвищення морозостійкості з метою забезпечення довговічності (табл. 2).

Таблиця 2 - Рекомендовані марки бетону за морозостійкістю залежно від умов експлуатації

Характеристика вологісного режиму

Температура зовнішнього повітря, оС

-40

-20…-40

-5…-20

-5 і >

У водонасиченому стані

300

200

150

100

В умовах епізодичного зволоження

200

100

75

50

В умовах повітряно-вологого стану

150

75

50

35


Прогнозування морозостійкості будівельних матеріалів, поняття коефіцієнта морозостійкості:

Кмрз = Rмрз / Rконтр., (2)

де Rмрз – міцність бетону після прийнятої кількості циклів випробувань;

Rконтр – міцність контрольних зразків (до випробувань).

Опір бетонів дії високих температур. Позитивний вплив температурного фактора на прискорення росту міцності бетону. Оптимальний режим впливу температури: пропарювання та автоклавна обробка. Причини виникнення термічних напружень в бетоні. Способи підвищення вогнестійкості бетонів. Способи надання бетону жаротривкості.

Модифікування бетонів з метою направленого регулювання його властивостей. Класифікація та різновиди хімічних додатків у бетон. Використання суперпластифікаторів, їх класифікація та ефективність дії (рис. 10).



Рис. 10 - Вплив вмісту суперпластифікатора на властивості бетону і бетонної суміші: 1- зміни рухливості при постійних витратах цементу і води; 2 - зростання міцності бетону при постійній рухливості й скороченні кількості води; 3 - зменшення витрат цементу при рівноміцних бетонах і однаковій рухливості


Механізм дії суперпластифікаторів. Класифікація поліфункціональних модифікаторів (ПФМ). Види мінеральних модифікаторів, їх ефективність і механізм дії.

Бетони підвищеної міцності, їх переваги в порівнянні зі звичайними бетонами (табл. 3).

Таблиця 3 - Порівняльні показники звичайного і високоміцного бетонів

Показники

Звичайний бетон

марок 400-500

Високоякісний бетон

Межа міцності, МПа

40-50

100-120

Водонепроникність, аті

6-8

>16

Коефіцієнт фільтрації води, х 10-10 см/с

30-40

0,5-2

Повітропроникність, х 10-4 см2

300-400

30-70

Коефіцієнт дифузії вуглекислого газу,

х 10-4 см2

3,5-4,5

2-2,5

Пенетрація води під тиском 6 аті протягом 24 годин

8-10

1-3

Морозостійкість (при – 20 оС), цикл

300-400

700-1000


Способи й прийоми підвищення міцності бетонів: механохімічна обробка наповнювачів; модифікація бетонів полімерами (спосіб просичення); застосування вібромлинів для активації цементу; активація бетонної суміші при турбулентному перемішуванні; активація цементного тіста ультразвуковою обробкою; електромагнітні методи активації.

Бетони на безклінкерному в’яжучому як різновиди мінеральних композиційних будівельних матеріалів. Силікатні бетони, їх властивості. Фактори, що впливають на міцність силікатних бетонів. Способи армування силікатних бетонів, їх міцність, водостійкість, морозостійкість. Шлакові й зольні бетони, оцінка сировини для їх виробництва:

модуль основності - Мо = ; (3)

коефіцієнт якості - коли MgO < 10 % : K = ; (4)

коли MgO > 10 % : K = . (5)

Легкі й дрібнозернисті шлакові бетони, їх властивості і застосування. Шлаколужні бетони, їх особливості й застосування.


  1. ^ Бетони на органічних в’яжучих

Класифікація і властивості композиційних дьогтево-бітумних в’яжучих. Оптимізація їх властивостей. Пасти і емульсії на бітумах та дьогтях, їх властивості, різновиди й застосування для виробництва композиційних асфальтових будівельних матеріалів. Загальна характеристика асфальтових матеріалів (рис. 11).



Рис. 11 - Будова плівки бітуму на мінеральному зерні:

I - орієнтований шар; II - об’ємний бітум

Різновиди асфальтових композиційних матеріалів. Асфальтові мастики: гарячі, холодні, дахові, дьогтеві. Класифікація асфальтобетонів, їх структура та фізико-механічні властивості (рис.12, 13, 14).



Рис. 12 - Структура асфальтобетонів: а – багатощебневого; б – малощебневого; 1 – асфальтове в’яжуче; 2 - щебінь; 3 – пісок; 4 – пори.



Рис. 13 - Вплив вмісту бітуму на властивості асфальтового бетону



Рис. 14 - Взаємозв’язок міцності асфальтобетону при стиску від кількості щебеня: 1 – для бітуму БНД 40/60; 2 – БНД 130/200; 3 – БНД 200/300


  1. ^ Армовані композиційні матеріали

Різновиди армуючих елементів композиційних матеріалів залежно від їх складу, форми й розмірів, ступеня орієнтації в матричній фазі.

Композиційні матеріали, армовані безперервними волокнами, їх різновиди і властивості. Види арматури: гнучка й жорстка, робоча, конструктивна, монтажна. Механічні й реологічні властивості арматури.

Залізобетонні конструкції: збірні, монолітні, звичайні та попередньо напружені (рис. 15, 16).




Рис. 15 - Схема роботи арматури в залізобетонній конструкції:

1 – бетон; 2 – арматурний елемент




Рис. 16 - Схема попередньо напруженої арматури:

1 – арматура; 2 – бетон; 3- епюра напружень


Фактори, що обумовлюють роботу залізобетону як єдиного композиційного матеріалу. Переваги й недоліки залізобетонних конструкцій.

Дисперсно-армовані композиційні матеріали. Переваги й недоліки дискретного армування. Різновиди фібри і види її орієнтації в матричній фазі на прикладі фібро- та сталефібробетону (рис. 17). Залежність властивостей фібробетону від концентрації фібри у складі композиційного матеріалу. Ефективність роботи фібробетонів у конструкціях: зменшення трудовитрат на арматурні роботи, скорочення витрат сталі й бетону, підвищення довговічності, зниження витрат на ремонтні роботи, сумісництво технологічних операцій приготування бетонної суміші й армування.




Рис. 17 - Взаємозв’язок напруження – деформація для армованих цементних композитів: 1 - п/ц – стальний дрот, 1,5 об. %; 2 - те саме , 1 об. %; 3 - високоалюмінатний цемент – скловолокно; 4 - п/ц – цирконієве скловолокно, 5 % за масою; 5 - п/ц – поліамідне волокно, 1,93 об. %; 6 - гіпс – скловолокно, 1 об.%.


Композиційні матеріали з волокнистим армуванням: склоцементні, склопластики, азбестоцементі. Класифікація матричних в’яжучих і армуючи матеріалів. Способи армування: направлене і хаотичне (табл. 4).

Таблиця 4 - Вплив способу армування на міцність скловолокнистих матеріалів

Розподіл волокон

Міцність, %

Однонаправлене

100

Сітчасте

45-50

Двомірне хаотичне

30-37

Тримірне хаотичне

0-20


Властивості склопластичних композиційних матеріалів. Їх різновиди: склотекстоліти, листові склопластики, скловолокнисті анізотропні матеріали (СВАМ).

Особливості вихідних компонентів для виробництва азбестоцементу, і їх властивості. Продукція азбестоцементної промисловості. Особливості поводження азбестоцементу при водонасиченні й сушінні. Азбестоцемент, його структура та основні властивості (табл. 5).

Таблиця 5 - Механічні характеристики азбестоцементу


Показники

Азбестоцемент у листах

(з азбестом 5-го та 6-го сортів)

?о = 1,5 г/см3

?о = 1,8 г/см3

Межа міцності при згині, МПа

17,1

21,6

Межа міцності при розтягненні, МПа

8.8

11,2

Модуль деформації при розтягненні, МПа

1,08·104

1,47·104

Граничне розтягнення

(120…160)·10-5

(80…110)·10-5

Межа міцності при зсуві в площині листа, МПа

12

15

Межа міцності при сколюванні

2,8

3,5




  1. ^ Композиційні матеріали на основі деревини

Різновиди композиційних матеріалів на основі деревини. Клеєна деревина: шарувата, масивна, комбінована. Переваги й недоліки клеєної деревини, її властивості.

Матеріали на основі подрібненої деревини: деревноволокнисті плити, п’єзотермопластики, деревностружкові плити, деревнотирсові плити, арболіт та фіброліт, цементно-стружкові плити, тирсобетони. Властивості і недоліки матеріалів на основі подрібненої деревини. Підвищення їх біо- та вогнестійкості.

Використання композиційних матеріалів на основі деревини: конструкційні, конструкційно-опоряджувальні, опоряджувальні, теплоізоляційні, звукоізоляційні.

  1. ^ Лакофарбові композиційні матеріали

Основні функції лакофарбових композиційних матеріалів. Складові компоненти лакофарбових матеріалів: в’яжуче, пігменти, наповнювачі, розчинники, інгібітори корозії, піногасники, протигнилісні додатки. Реологічні властивості: тиксотропність, в’язкість. Види в’яжучих у складі композиційних лакофарбових матеріалів. Водорозчинні в’яжучі: природні, синтетичні. Класифікація малярних сумішей (табл. 6).

Таблиця 6 - Види лакофарбових покриттів за умовами експлуатації



Назва суміші

Призначення за умовами експлуатації

1

Атмосферостійкі

Для відкритих майданчиків у різних кліматичних умовах

2

Обмежено-атмосферостійкі

Для експлуатації під навісом, в неопалюваних та опалюємих приміщеннях

3

Консерваційні

Для тимчасового захисту поверхні під час виробництва, зберігання і транспортування виробів. Стійкі до дії прісної води, її парів і морської води

4

Спеціальні

Стійкі до рентгенівського та інших випрмінювань, світні, терморегулюючі, протиобрастаючі, для покриття гуми, пластмаси, тощо

5

Маслобензостійкі

Стійкі до дії мінеральних масел, бензину, гасу та інших нафтопродуктів, що вміщують не більш 20 % ароматичних речовин

6

Хімічно стійкі

Стійкі до дії кислот, лугів та інших рідких хімічних реагентів та їх парів

7

Термостійкі

Стійкі до високих температур

8

Електроізоляційні

Для покриттів, на які може діяти електрична напруга, електрична дуга та поверхневі розряди


Різновиди дефектів лакофарбових покриттів: чорні плями, бульки, наліт, віспини, відшарування, смугастість, нерівномірний блиск, випотівання, зморщування, бронзування тощо.



  1. ^ Сухі будівельні суміші

Сухі будівельні суміші (ССС) як різновиди композиційних будівельних матеріалів. Світовий досвід використання ССС, їх ефективність та переваги використання у будівництві.

Класифікація сухих будівельних сумішей: за призначенням, видом в’яжучого, ступенем модифікації, за найбільш характерною властивістю в твердому вигляді, умовами використання.

Основні матеріали для приготування сухих будівельних сумішей: в’яжучий компонент, заповнювачі, наповнювачі, хімічні добавки.

Теоретичні аспекти оптимізації складів ССС. Необхідні умови забезпечення монолітності системи підложка-ССС:

Rадг > Rког або Rадг = R1 + R2, (6)

де: R1 – адгезійна міцність за рахунок фізико-хімічної взаємодії між підложкою та ССС;

R2 – адгезійна міцність за рахунок механічного зчеплення підложки та ССС.

Способи виготовлення сухих будівельних сумішей із заданими властивостями. Класифікація сухих будівельних сумішей за призначенням: полімерні, гідроізоляційні, клеї для плитки та шпаклівки, штукатурні розчини, суміші для санації старих будівель і споруд, фарбові суміші, тощо.

  1   2   3

Схожі:

Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни ”Особливості економіки підприємств міського господарства” (для студентів...
Міського господарства методичні вказівки iconМіського господарства н. О. Кондратенко
Методичні вказівки до проведення практичних занять з дисципліни “організація виробництва на підприємствах міського господарства”
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства о. М. Колесников Методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання курсовоїї роботи з дисципліни “Маркетинг готельного І ресторанного господарства” для студентів 4...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства а. І. Усіна, І. С. Баландіна Методичні вказівки
Методичні вказівки до виробничої практики в закладах ресторанногоо господарства для студентів 2 курсу денної форми навчання напряму...
Міського господарства методичні вказівки iconМіністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства методичні вказівки
Методичні вказівки до лабораторного заняття “Підготовка залів підприємств ресторанного господарства готельних, курортних І туристських...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки до виконаня контрольньної роботи
Методичні вказівки до виконаня контрольньної роботи з дисципліни «Охорона праці» (для студентів заочної форми навчання напряму підготовки...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства о. М. Колесников Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи з дисципліни “Маркетинг готельного І ресторанного господарства” для...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства І. Б. Андренко, І. Л. Полчанінова Методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання ргр з дисципліни “Організація готельного господарства” для студентів 3 курсу заочної форми навчання...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства І. Б. Андронко І. Л. Полчанінова Методичні вказівки
Методичні вказівки до курсової роботи з дисципліни “Організація готельного господарства” для студентів 3 курсу денної та 4 курсу...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства а. А. Рябєв Методичні вказівки
Методичні вказівки до виконання ргр з дисципліни “Устаткування закладів готельно ресторанного господарства” для студентів 3 курсу...
Міського господарства методичні вказівки iconХарківська національна академія міського господарства а. А. Рябєв Методичні вказівки
Методичні вказівки до практичних занять та самостійної роботи з дисципліни “устаткування закладів готельно ресторанного господарства”...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи