Российский Государственный Социальный Университет

Федеральное агентство науки

Филиал РГСУ в г. Нефтеюганске

Контрольная работа

Факультет: Безопасность жизнедеятельности в техносфере

Дисциплина: Материаловедение и технология материалов

Свойства строительных материалов

Содержание

1. Насыпная плотность материала. Определение. Расчетная формула. Единицы измерения

2. Химические свойства строительных материалов

3. Воздушная известь. Сырье. Производство

1. Насыпная плотность материала. Определение. Расчетная формула. Единицы измерения

Определение средней плотности зерен песка, содержания стеклофазы в искусственном пористом заполнителе, теплопроводности зерен крупного заполнителя, водопотребности песка и водопоглощения крупного заполнителя в бетонной смеси, а также испытание природных пористых заполнителей в бетоне следует проводить для специальных случаев оценки качества заполнителей, предусмотренных соответствующей нормативно-технической документацией, а при оценке качества сырья -- по специальному заданию заказчика.

Предел прочности при сжатии исходной горной породы следует определять по ГОСТ 8269--87, теплопроводность заполнителя в засыпке -- по ГОСТ 7076--87.

1.2. Образцы и навески заполнителей взвешивают с погрешностью до 0,1 %, если в настоящем стандарте не даны другие указания относительно погрешности взвешивания.

1.3. Образцы и навески высушивают до постоянной массы при температуре (105 ± 5) °С в сушильном шкафу с номинальной температурой 250 °С по ОСТ 16.0.801.397--87 до тех пор, пока разница между результатами двух взвешиваний будет не более 0,1 % массы образца или навески. Время между двумя последующими взвешиваниями должно быть не менее 3 ч.

1.4. Результаты испытаний подсчитывают с точностью до второго знака после запятой, если не дается других указаний относительно точности вычисления.

1.5. За результат испытания принимают среднее арифметическое значение результатов параллельных определений, количество которых предусмотрено соответствующим методом.

Разность между отдельными определениями должна отвечать предусмотренной соответствующим методом, но не превышать ±5 % среднего значения этих определений.

1.6. Температура воздуха в помещении, в котором проводят испытания заполнителей, должна быть (25 ± 10) °С. Перед началом испытания заполнители и вода должны иметь температуру, соответствующую температуре воздуха в помещении.

1.7. Для определения зернового состава (гранулометрического анализа) заполнителя должны применяться комплекты наборов на металлических или деревянных цилиндрических рамках диаметром не менее 500 мм, или квадратных рамках со стороной не менее 300 мм.

Стандартный набор сит должен включать сита с отверстиями диаметром 5, 10, 20, 40 мм для крупных заполнителей, сито с отверстием диаметром 5 мм и сетками с квадратными отверстиями 2,5; 1,25; 0,63; 0,16 мм для песка (допускается применять сетку 0,14 мм) по ГОСТ 6613--86.

1.8. Для проведения испытаний применяют воду по ГОСТ 2874--82 и ГОСТ 23732--79, если в стандартах не даны указания по использованию дистиллированной воды или других жидкостей.

2. ОТБОР ПРОБ

2.1. Для испытания пористых заполнителей при приемочном контроле на предприятии-изготовителе, входном контроле на предприятии-потребителе арбитражной проверке отбирают точечные пробы.

2.2. При приемочном контроле на предприятии-изготовителе точечные пробы отбирают через каждый час в течение смены от каждой технологической линии.

2.3. Отбор точечных проб с конвейеров, транспортирующих продукцию, осуществляется путем пересечения всей ширины потока материала на ленточном конвейере или в местах пересыпки материала с помощью пробоотборников или вручную. При ручном отборе пробы отбирают совковой лопатой с ленты остановленного конвейера. При ручном отборе следует соблюдать установленные правила техники безопасности.

2.4. Объем точечной пробы в зависимости от крупности заполнителя должен быть не менее 2 л и не более 15 л.

2.5. При входном контроле точечные пробы песка, гравия (щебня) отбирают от проверяемой партии:

при разгрузке железнодорожного вагона ѕ из потока материала на ленточных конвейерах, используемых для транспортирования заполнителей на склад, или непосредственно из вагонов ѕ после выравнивания поверхности материала в вагоне и путем выкапывания пяти лунок 0,2ѕ0,4 м на расстоянии 0,5 м от борта вагона в четырех углах вагона и в центре. Из лунок пробы материала отбирают совком;

при разгрузке судна ѕ через равные интервалы времени с ленточного конвейера при использовании непрерывного транспорта или при разгрузке судов грейферными кранами ѕ с вновь образованной поверхности материала в судне без образования лунок. При отборе проб в этом случае следует соблюдать установленные правила техники безопасности;

при разгрузке каждого автомобиля ѕ одну точечную пробу. Число контролируемых автомобилей должно приниматься в зависимости от объема поставляемой партии.

При арбитражной проверке качества заполнителей на складах точечные пробы отбирают:

из силосов ѕ путем пересечения потока материала, поступающего в транспортное средство;

из конусов ѕ в местах, расположенных возможно равномерно по всей поверхности склада, со дна выкопанных с помощью совка лунок глубиной 0,2ѕ0,4 м. Лунки должны размещаться в шахматном порядке с расстояинием не более 10 м одна от другой.

2.7. После отбора точечные пробы объединяют, полученную объединенную пробу тщательно перемешивают и квартованием сокращают до лабораторной пробы.

2.8. Для каждого испытания из лабораторной пробы методом квартования готовят аналитическую пробу. Из аналитической пробы отбирают навески в соответствии с методикой испытаний. Объем пробы для проведения каждого испытания должен быть не менее указанного в табл. 2.

Таблица 2

Истинную плотность (r) в г/см³ вычисляют по формуле

(3)

где m₁ -- масса пикнометра с навеской порошка, г;

т₂ -- масса пустого пикнометра, г;

т₃ -- масса пикнометра с дистиллированной водой, г;

т₄ -- масса пикнометра с навеской порошка и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г;

r_ж -- плотность жидкости при 20 °С, г/см³ (в случае применения дистиллированной воды r_в = 1,0 г/см³).

2. Химические свойства строительных материалов

Химические свойства материала характеризуют его способность к химическим превращениям, с которыми они находятся в соприкосновении. К ним относят химическую активность, коррозию, растворимость, кагезию и отгезию. Химическая активность зависит от состава и строения строительных материалов. Химическая активность характеризуется удельной поверхностью - это суммарная поверхность всех частиц единицы массы вещества.

Коррозия - разрушение твёрдых тел, вызывается химическими и электрохимическими процессами. Основными компонентами вызывающие коррозию являются: грунтовые воды, дождевые воды и газы. Разновидностью коррозии является биокорозия - это разрушение материала под действием живых организмов. Коррозия строительных материалов ведет к изменению физико-механических характеристик материалов.

Растворимость образование однородных раствором с одинаковым физико-химическим составом.

Адгезия - способность прилипать к другому предмету. Это свойство проявляется в бетоне и железобетоне

Когезия - прочность вследствие сил внутреннего сцепления.

Контракция - это свойство материала сжиматься с изменением объема.

Старение - это переход материала из одного физико-химического состояния в другое. При этом изменяются свойства и прочностные характеристики материала.

3. К специальным свойствам относят: ползучесть, релаксация, усталость, деформируемость, акустические свойства.

Ползучесть - медленная длительная пластическая деформация незначительной величины, непрерывно во времени изменяющая размеры изделия конструкции при длительной нагрузке.

Релаксация - медленное уменьшение напряжения в материале вследствие нарастания пластических деформаций.

Усталость - неожиданное разрушение материала при действии на него попеременного напряжения от сжатия и расширения.

Деформируемость - способность материала под действием нагрузок изменять свою форму и размеры.

Акустические свойства - связанные с взаимодействием материала и звука, характеризуются звукопроводностью и звукопоглощением.

Звукопроводность - зависит от массы материала и его строения.

Звукопоглощение - зависит от характера поверхности материала.

3. Воздушная известь. Сырье. Производство

Строительной воздушной известью называется продукт, получаемый из известковых и известково-магнезиальных карбонатных пород обжигом их до возможно полного удаления углекислоты и состоящий преимущественно из оксида кальция. Содержание примесей глины, кварцевого песка и т. д. в карбонатных породах не должно превышать 6 - 8 %. При большем количестве этих примесей в результате обжига получают гидравлическую известь.

Воздушная известь относится к классу воздушных вяжущих: при обычных температурах и без добавок пуццолановых веществ она твердеет лишь в воздушной среде.

Различают следующие виды воздушной извести: известь негашеную комовую; известь негашеную молотую; известь гидратную (пушонку); известковое тесто.

Известь негашеная комовая представляет собой смесь кусков различной величины. По химическому составу она почти полностью состоит из свободных оксидов кальция и магния с преимущественным содержанием СаО. В небольшом количестве в ней могут присутствовать неразложившийся карбонат кальция, а также силикаты, алюминаты и ферриты кальция и магния, образовавшиеся во время обжига при взаимодействии глины и кварцевого песка с оксидами кальция и магния.

Известь негашеная молотая - порошковидный продукт тонкого измельчения комовой извести. По химическому составу она подобна комовой извести.

Гидратная известь - высокодисперсный сухой порошок, получаемый гашением комовой или молотой негашеной извести соответствующим количеством жидкой или парообразной воды, обеспечивающим переход оксидов кальция и магния в их гидраты. Гидратная известь состоит преимущественно из гидроксида кальция Са(ОН)₂, а также гидроксида магния Mg(OH)₂ и небольшого количества примесей (как правило карбоната кальция).

Качество воздушной извести оценивается по разным показателям, основым из которых является содержание в ней свободных оксидов кальция и магния (активность извести). Чем выше их содержание, тем выше качество извести.

Исходными материалами для производства воздушной извести являются многие разновидности известково - магнезиальных карбонатных пород (известняки, мел, доломитизированные известняки, доломиты и др.), Все они относятся к осадочным породам и широко распространены на территории нашей страны. В состав известняков входят углекислый кальций СаСО₃, и небольшое количество различных примесей (глина, кварцевый песок, доломит, пирит, гипс и др.).

Теоретически карбонат кальция состоит из 56% СаО и 44% СО₂. Он встречается в виде двух минералов - кальцита и арагонита.

Чистые известково-магнезиальные породы - белого цвета, однако они часто бывают окрашены примесями оксидов железа в желтоватые, красноватые, бурые и тому подобные тона, а углистыми примесями - в серые и даже черные цвета. Количество и вид примесей к карбонатным породам, размеры частиц примесей, а также равномерность распределения их в основной массе в большой степени отражаются на технологии производства извести, выборе печей для обжига, оптимальной температуре и продолжительности обжига, а также на свойствах получаемого продукта.

Обычно чистые и плотные известняки обжигают при 1100 - 1250 ?С. Чем больше карбонатная порода содержит примесей доломита, глины, песка и т. п., тем ниже должна быть оптимальная температура обжига (900 - 1150 ?С) для получения мягкообожженной извести. Такая известь хорошо гасится водой и дает тесто с высокими пластичными свойствами.

Примеси гипса нежелательны. При содержании в извести даже около 0,5 - 1 % гипс сильно снижает пластичность известкового теста. Значительно влияют на свойства извести железистые примеси (особенно пирит), которые уже при 1200?С и более вызывают образование в, процессе обжига легкоплавких эвтектик, способствующих интенсивному росту крупных кристаллов оксида кальция, медленно реагирующих с водой при гашении извести и вызывающих явления, связанные с понятием «пережог».

Обжиг - основная. технологическая операция в производстве воздушной извести. При этом протекает ряд сложных физико-химических процессов, определяющих качество продукта. Цель обжига -

1) возможно полное разложение СаСО₃ и MgCO₃ ^. CaCO₃ на СаО, MgO и СО₂;

2) получение высококачественного продукта с оптимальной микроструктурой частичек м их пор.

Если в сырье есть глинистые и песчаные примеси, то во время обжига между ними и карбонатами происходят реакции с образованием силикатов, алюминатов и, ферритов кальция и магния.

Реакция разложения (декарбонизация) основного компонента известняка - углекислого кальция идет по схеме: СаСО₃-СаО+СО₂. Теоретически на декарбонизацию 1 моля СаСО₃ (100 г) расходуется 179 кДж или 1790 кДж на 1 кг СаСО₃. В пересчете на 1 кг получаемого при этом СаО затраты равны 3190 кДж.

Продолжительность обжига определяется также размером кусков обжигаемого продукта. Для увеличения производительности известеобжигающих печей и снижения пережога поверхностных слоёв кусков желательно в допустимых пределах уменьшения их размеров. При обжиге кусков различной крупности режим процесса определяют исходя из времени, необходимого для обжига кусков средних размеров.

Основное различие в технологиях производства комой негашеной извести - в способе обжига.

Обжигают известняк в различных печах: шахтных, вращающихся и кипящего слоя; используют также установки для обжига известняка во взвешенном состоянии и т. д.

Список использованной литературы

1. Бутт Ю.М. технология цемента и других вяжущих материалов. Учебник для техникумов. - М.: Стройиздат, 1976. - 407 с.

2. Воробьев В.А., Комар А.Г. Строительные материалы. Учебник для вузов. - М.: Стройиздат, 1976. - 475 с.

3. Сулименко Л.М. технология минеральных вяжущих материалов и изделий на их основе: Учебник для вузов. - М.: Высш. шк., 1983. - 320 с.