Контрольная работа 1 Вариант 10

1 Контрольная работа 1 Вариант Что такое пластичность и какие факторы ее определяют? Примеры строительных материалов, для которых пластичность определяет технологию и свойства готовых изделий. Ответ: Пластичность свойство материала изменять под нагрузкой форму и размеры без образования разрывов и трещин и сохранять изменившиеся форму и размеры после удаления нагрузки. К пластичным материалам относят битум, глиняное тесто, строительные смолы и др. Это свойство важно учитывать при выборе материалов для несущих конструкций, а также при выборе технологии изготовления некоторых изделий, например, керамических. Наиболее желательными для несущих конструкций являются материалы, которые нарду с большой упругостью перед разрушением обладают высокой пластичностью. Разрушение подобных материалов не будет происходить внезапно, например, у стали.

2 2. Что такое выветривание камня и какие существуют меры защиты от коррозии каменных материалов и изделий? Ответ: Выветривание процесс разрушения каменных пород под непрерывным механическим и химическим воздействием атмосферных факторов и различных микроорганизмов. Основные причины выветривания природных каменных материалов в сооружениях: замерзание воды в порах и трещинах, вызывающее внутреннее напряжение; частое изменение температуры и влажности, вызывающее появление микротрещин; растворяющее действие воды и понижение прочности при водонасыщении; химическая коррозия под действием газов (О2, СО2 и др.), содержащихся в атмосфере, и веществ, растворенных в грунтовой или морской воде. Различные микроорганизмы и растения (мхи, лишайники), поселяясь в порах и трещинах камня, извлекают для своего питания щелочные соли и выделяют органические кислоты, вызывающие биологические разрушения камня. Стойкость материалов против выветривания тем выше, чем меньше их пористость и растворимость. Поэтому все мероприятия по защите каменных материалов от выветривания направлены на предохранение их от воздействия воды и на повышение поверхностной плотности. Эти меры могут быть конструктивными и химическими. - Конструктивно защиту конструкций от увлажнения осуществляют путем устройства надлежащих стоков воды, придания каменным материалам гладкой поверхности и такой формы, при которых вода, попадающая на них, не задерживается и не проникает внутрь материала. К химическим мероприятиям относят создание на лицевой поверхности камня плотного водонепроницаемого слоя или ее гидрофобизацию. Одним из способов повышения поверхностной плотности является флюати-рование, при котором карбонатные породы пропитывают солями кремнефтористоводородной кислоты (флюатами), например флюатами магния. В поверхностных порах камня выделяются практически нерастворимые в воде фториды кальция и магния и кремнезем, уменьшая пористость и водопоглощение поверхностного слоя и несколько препятствуя загрязнению облицовки пылью. Некарбонатные пористые породы предварительно обрабатывают водными растворами кальциевых солей, например хлористым кальцием, а после просушки содой, затем флюатом. Гидрофобизация, т. е. пропитка пористого каменного материала гидрофобными (водоотталкивающими) составами, препятствующими проникновению влаги в материал, также повышает их стойкость против выветривания. Хорошие результаты дает пропитка кремнийорганическими жидкостями и другими полимерными материалами, а также, растворами парафина, стеарина или металлических мыл (алюминиевого, цинкового и др.) в легкоиспаряющихся органических растворителях (бензине, лаковом керосине и т.д.). Долговечность пористого камня значительно увеличивает пропитка его поверхностного слоя раствором мономера с последующей полимеризацией мономера в порах камня при термокаталитической или радиационной обработке.

3 3. Санитарно-техническая керамика, особенности ее производства, свойства и применение. Ответ: Керамика (греч. keramike гончарное искусство, от kéramos глина), изделия и материалы, получаемые спеканием глин и их смесей с минеральными добавками, а также окислов и др. неорганических соединений. Керамика получила широкое распространение во всех областях жизни в быту (различная посуда), строительстве (кирпич, черепица, трубы, плитки, скульптурные детали), в технике, на железнодорожном, водном и воздушном транспорте, в скульптуре и прикладном искусстве. Санитарно-технические изделия, или, как их еще называют, изделия санитарнотехнической керамики, делят на три группы: из фаянса, фарфора и из полуфарфора и изготовляются они методом литья в гипсовых формах с последующей сушкой и обжигом. Основным сырьем для производства санитарно-технических изделий являются беложгущиеся огнеупорные глины, каолины, кварц и полевой шпат. За счет различного их соотношения в рабочей массе обеспечивается разная степень спекания фаянса, фарфора и полуфарфора. Сырьевые материалы при изготовлении изделий санитарно-технической керамики подвергают тщательной переработке: помолу, отмучиванию, просеиванию с целью получения тонкоизмельченной шихты. Подготовка масс в производстве санитарной керамики сводится к получению литейных шликеров прессовым или беспрессовым способом. Прессовый способ обеспечивает более высокое качество шликера, однако он трудоемок и сложен. При прессовом способе полученный в шаровых мельницах шликер обезвоживают на фильтпрессах до влажности 21-22%, а затем снова распускают в мельнице в шликер влажностью 30-32%. Формуют изделия санитарной керамики методом шликерного литья в гипсовых формах. Он заключается в осаждении твердой фазы шликера на внутренней поверхности формы и при одновременном поглощении жидкой фазы порами формы. В зависимости от вида изделия длительность набора требуемой толщины стенки изделия составляет 1-3 часа. Изделие выдерживают в формах дополнительно 7-16 часов для закрепления черепка, затем его вынимают из форм, подвяливают, оправляют и направляют в камерные сушила. Общая продолжительность сушки часов для изделий из фаянсовых масс и до 34 часов для изделий из полуфарфоровых и фарфоровых масс. В туннельных сушилах длительность сушки сокращается до часов. На высушенные изделия наносят слой глазури и обжигают при температуре С. Формование черепка изделия при обжиге обеспечивается выбором оптимальной температуры, длительности нагрева и состава печной атмосферы. Наиболее широко для обжига изделий используют туннельные печи открытого пламени, реже туннельные печи муфельного типа. Печи открытого пламени наиболее экономичны, но в них снижается сортность выпускаемой продукции. Фаянс содержит 45-65% беложгущихся огнеупорных глин, 25-40% кварца и 10-15% полевого шпата. Физико-механические свойства твердого фаянса таковы:

4 средняя плотность 1,92-1,96, предел прочности при сжатии 100 МПа, водопоглощение 10-12%. Изделия из фаянса отличаются пористым черепком, который пропускает воду, поэтому все их покрывают глухой или прозрачной глазурью различных оттенков. Из фаянса изготавливают преимущественно унитазы, умывальники, ванны и т.д. Полуфарфор содержит 40-45% беложгущихся огнеупорных глин 40-45% кварца, 10-15% полевого шпата. Физико-механические свойства полуфарфора таковы: средняя плотность 2,0-2,2, предел прочности при сжатии МПа, водопоглощение 3-5%. Изделия из полуфарфора имеют полуспекшийся черепок, который проницаем для воды, и поэтому их покрывают глазурью. Фарфор содержит беложгущихся огнеупорных глин 40-60%, кварца 20-30%, полевого шпата 20-30%. физико-механические свойства фарфора таковы: средняя плотность 2,25-2,30, предел прочности при сжатии МПа, водопоглощение 0,2-0,5%. Фарфор имеет белый, хорошо спекшийся остеклованный черепок, который не проницаем для воды и газов и обладает высокой термической и химической стойкостью, самой большой (для материалов санитарной керамики) механической прочностью. Фарфор используют для производства изоляторов, химической лабораторной посуды и т.д. Керамические санитарно-технические изделия отличаются декоративностью, универсальной химической стойкостью; благодаря твердой и гладкой поверхности они легко чистятся, длительное время сохраняя свои свойства. Недостаток таких изделий, как и керамики в целом, хрупкость. Несмотря на это, керамика остается лучшим материалом для санитарно-технических изделий.

5 4. Охарактеризуйте разновидности и опишите производство известковых вяжущих веществ. Ответ: Продукт обжига не до спекания ( С) кальциево-магнитных пород (мел, известняк, мрамор, доломит), содержащих не более 6% глинистых примесей СаСО 3 =СаО+СО 2. Кроме основной составляющей СаО, в воздушной извести всегда содержится определённое количество МgO. Чем выше содержание активных составляющих (СаО+MgO), тем пластичнее известковое тесто и выше сорт извести. 1-й сорт извести содержит активных составляющих не менее 90%, 2-й сорт не менее 80%, 3-й сорт не менее 70%. При содержании MgO<5% имеем кальциевую известь, MgO=5 20%- магнезиальную известь, MgO=20 40%-доломитовую известь. Для характеристик качества и свойств извести используют соотношение оксидов, выраженных в % (гидравлический модуль) m=cao/(sio 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 ). Для сильногидравлической извести m=1,7.4,5, слабогидравлическая известь m=4,5.9,0, воздушная известь m=9. Известь негашеная кормовая (кипелка). Известь-кипелка под действием воды гасится с большим выделением тепла. Воздушная известь является единственным вяжущим веществом, которое можно перевести в тонкодисперсное состояние химическим путем под действием воды (гашением).она является полуфабрикатом для других видов извести, различаются : быстрогасящуюся известь(время гашения<8мин), среднегасящуюся известь (гашение 8-25 мин) и медленногасящуюся известь (гашение >25 мин). Известь негашеная молотая, представляет тонкомолотый порошок известикипелки. Из-за высокой гигроскопичности желательно использовать ее в зимних условиях. Недостаток быстрая потеря вяжущих свойств. Для замедления твердения вводят гипс, H 2 SO 4 и ЛСТ. Гипс и H 2 SO 4 дополнительно повышают прочность известкового камня. Известь негашеная молотая относится к быстродействующим вяжущим веществам. Известь гидратная-образуется в результате гашения негашеной извести с различным количеством введенной воды CaO+H 2 O=Ca(OH) 2 +Q Если при гашении добавляется 60.80% воды,тогда комья негашеной извести рассыпаются в порошок (пух), объем увеличивается в два-три раза, образуется известь- пушонка. Пушонка, реагируя с СО 2 воздуха, самопроизвольно переходит в пыленку с потерей вяжущих свойств. Красочный слой при использовании пыленки отбеливает, так как известь не затвердевает на окрашиваемой поверхности и не сцепляется с ней. При добавлении % воды получается известковое тесто, которое применяется для кладочных и штукатурных растворах. При добавлении 400% воды или после отстаивания известкового теста образуется известковое молоко, которое применяется как лакокрасочный материал.

6 Способ твердения воздушной извести зависит от вида извести и условий твердения, различают 3 способа твердения: Гидратное твердение. Этот вид твердения происходит без выделения тепла,так как гашение извести произошло вне теста. Эффект твердения обусловлен взаимным сцеплением и срастанием образующихся субмикроскопических частиц гидроксида кальция и усиливается там, что из-за химического связывания воды значительно увеличивается доля твердой фазы. Карбонатное твердение - процесс постепенного затвердевания растворных и бетонных смесей, изготовленных из гашеной извести,при воздействии СО 2 воздуха. Гидросиликатное твердение процесс постепенного превращения известковокремнеземистых смесей в камневидное тело, обусловленный образованием гидросиликатов кальция при тепловлажной обработке в автоклавах при давлении 8-10 атм и температуре С Ca(OH) 2 +SiO 2 +nh 2 O=CaOSiO 2 (n+1)h 2 O

7 5. Что представляет собой расширяющийся портландцемент, и для каких целей он применяется? Ответ: Расширяюшищийся и безусадочные цементы относятся к числу смешанных многокомпонентных цементов. Наиболее эффективным расширяюшимся компонентом является гидросульфоалюминат кальция 3CaOAl 2 O 3 3CaSO 4 32H 2 O. Состав цемента дает возможность регулировать количество и скорость его образования и избежать появления вредных напряжений, вызывающих растрескивание цементного камня. Расширяющейся портландцемент РПЦ - получается совместным помолом портландцементного клинкера (60 65%), высокоглиноземистого шлака (7-10%) и АМД (20-28%).Пропаривание ускоряет образование эттрингита до схватывания цемента, что обеспечивает расширение смесей без напряжений. Марки по прочности 400, 500, 600; Н схв 30 мин, К схв 12 час. Усадка цементного камня вызывает растягивающие напряжения, которые могут превосходить прочность бетона при растяжении и вызывать появление трещин. При возведении массивных бетонных сооружений и монтаже железобетонных конструкций плотная заливка стыков может быть осуществлена лишь цементами, объем пластичной массы которых после затвердевания или не меняется, или несколько увеличивается. Все они являются смешанными и состоят из основного вяжущего вещества и расширяющейся добавки, в которую могут входить несколько компонентов. При твердении таких цементов вследствие взаимодействия компонентов расширяющей добавки или их реакции с основным вяжущим происходит расширение, которое на определенной стадии заканчивается или приостанавливается в результате твердения основного вяжущего. При этом стабилизируется полученная расширенная структура. Известно нескольких химических реакций, вызывающих расширение затвердевшего бетона: гидратация СаО до Са(ОН) 2, гидратация MgO до Mg(OH) 2 и образование гидросульфоалюминатов кальция. Разработаны составы расширяющихся цементов с использованием расширяющих действий гидросульфоалюмината кальция, направляя процесс так, чтобы образование гидросульфоалюмината кальция и вызываемое им расширение происходило в начальный период твердения в пластичном тесте, когда оно не сказывается отрицательно на качестве бетона и не вызывает появление трещин. В результате сульфоалюминатного расширения можно достичь приращения линейных размеров цементного камня до 4-5%. Перспективная область применения бетонов и растворов на расширяющихся и безусадочных вяжущих: бесшовные тонкослойные стяжки или лицевые покрытия полов большой площади. С помощью полимерных модификаторов таким смесям придают свойство самовыравнивания, а эффект безусадочности гарантирует трещиностойкость покрытия. Быстрое твердение и полимерные добавки обеспечивают необходимое количество воды для протекания полной гидратации без какого-либо специального ухода. Напрягающий цемент эффективно использовать для изготовления специальных железобетонных конструкций, арматура которых напряжена в нескольких направлениях.

8 Задача: Сухой образец известняка при испытании на сжатие разрушился при показании манометра гидравлического пресса 25 МПа. Определить предел прочности известняка при сжатии в насыщенном водой состоянии, если известно, что коэффициент размягчения его равен 0,6, а площадь образца в 2 раза меньше площади поршня пресса. Решение: Усилие, передаваемое поршнем равно: Предел прочности образца: Rсж с. = Rв k., так как Rcж. = P = Rc F = 25 F P Fобр. Rв k = ; Rc = 25МПа ; k = 0. 6, Rс Где Rв - предел прочности влажного образца. Rв F k = F, отсюда Rв = 30МПа =. Задача 2: Сколько тонн каустического доломита можно получить обжигом при 650 С 10 тонн природного чистого доломита, предполагая, что диссоциация CaCO3 при этой температуре не происходит? Решение: Каустический доломит получают путем обжига доломита CaCO3MgCO3 при температуре 650 С С. При нагревании доломита до 650 С происходит диссоциация углекислого магния по реакции: CaCO3MgCO3 = MgO + CO2 + CaCO3. Теоретическое содержание в доломите CaCO3 равно 54,27%, MgCO3 45,73%. Определим MgCO3 по массе. 10т. 100% Х 45,73%, отсюда Х = 4,57т Но 4,57т это MgO + CO2. MgO содержится 47,82%, а CO2 52,18%. Определяем сколько тонн доломита можно получить после обжига. 4,57 100% Х 47,82, отсюда Х = 2,19т. Ответ: 2,19т.