Некоторые вопросы строительного материаловедения

Размещено на http://www.allbest.ru/

3

Размещено на http://www.allbest.ru/

Некоторые вопросы строительного материаловедения

1. Древесина. Строение ствола. Химический состав, макро- и микростроение древесины

древесина вяжущий товароведческий

Древесина состоит из элементарных клеток, разнообразных по размерам и форме. Они прочно связаны между собой. Полости клеток могут быть заполнены смолами, камедями, тиллами, водой. Из клеток образуются сосуды, сердцевинные лучи, создается древесная масса. Ствол связывает корневую систему с кроной дерева. Он проводит воду с растворенными минеральными веществами вверх (восходящий ток), а с органическими веществами - вниз к корням (нисходящий ток); хранит запасные питательные вещества; служит для размещения и поддержания кроны. Ствол дает основную массу древесины (от 50 до 90% объема всего дерева) и имеет главное промышленное значение. Верхняя тонкая часть ствола называется вершиной, нижняя толстая часть - комлем. Ствол изучают на трех главных разрезах: поперечном, и двух продольных - радиальном и тангенциальном (рисунок 1). Плоскость поперечного, или торцевого, разреза перпендикулярна оси ствола. Плоскость одного из продольных разрезов проходит через сердцевину ствола по радиусу торца - радиальный разрез, плоскость другого разреза - тангенциального - направлена по касательной к окружностям, образованным слоями годичного прироста. На поперечном разрезе можно указать радиальные и тангенциальные направления, а на продольных разрезах направления вдоль волокон и радиальное или тангенциальное. Основные анатомические части ствола легко обнаружить на его поперечном разрезе. Наружная часть - кора резко отличается по внешнему виду от внутренней части - древесины, занимающей наибольший объем ствола. Древесина окружает небольшую центральную зону - сердцевину. Расположенный между древесиной и корой слой камбия для простого глаза незаметен.

Рисунок 1. Главные разрезы ствола: 1 -- поперечный, или торцовый; 2 -- радиальный; 3 -- тангенциальный

Рисунок 2. Поперечный разрез стволика сосны. В середине разреза расположена сердцевина, окруженная концентрическими кольцами, составляющими древесину; снаружи древесина одета корой. Широкая светлая наружная зона древесины, граничащая с корой,-- заболонь; более темная центральная часть -- ядро.

Сердцевина на поперечном разрезе имеет вид темного пятнышка диаметром 2-5 мм. У одних пород она имеет овальную или округлую форму, у других - треугольную (ольха), четырех- и пятиугольную (ясень и тополь) и звездчатую (дуб).

Древесина занимает наибольшую часть объема ствола. Диаметр ствола изменяется в широких пределах, примерно от 6-8 до 100 см. Форма поперечного сечения ствола и, следовательно, древесины чаще всего близка к окружности, но иногда сечение приобретает форму эллипса.

Кора покрывает снаружи камбий и древесину. На поперечном разрезе ствола она имеет форму кольца, окрашенного обычно значительно темнее древесины (рисунок 2). В толстой коре взрослых деревьев различают два слоя с постепенным или резким переходом от одного к другому: наружный - корку (его назначение предохранять живые ткани ствола от резких колебаний температуры, испарения влаги, проникновения грибов, бактерий и механических повреждений) и внутренний слой - луб, непосредственно прилегающий к камбию. По характеру поверхности кора может быть гладкой (пихта), бороздчатой (дуб), чешуйчатой (сосна), волокнистой (можжевельник) и бородавчатой (бересклет). Цвет коры снаружи изменяется в широких пределах: от белого (береза), светло-серого (пихта), зеленовато-серого (осина) до серого (ясень), темно-серого (дуб), или темно-бурого (ель). большой объем корней.

Макроскопическое строение древесины

Заболонь, ядро, спелая древесина. Древесина наших лесных пород окрашена обычно в светлый цвет. При этом у отдельных пород вся масса древесины окрашена в один цвет (ольха, береза, граб), у других центральная часть имеет более темную окраску (дуб, лиственница, сосна).

Темноокрашенная часть ствола называется ядром, а светлая периферическая - заболонью. В том случае, когда центральная часть ствола отличается меньшим содержанием воды, т. е. является более сухой, ее называют спелой древесиной, а породы - спелодревесными. Породы, имеющие ядро, называют ядровыми. Остальные породы, у которых нет различия между центральной и периферической частью ствола ни по цвету, ни по содержанию воды, называют заболонными (безъядровыми).

Из древесных пород ядро имеют: хвойные - сосна, лиственница, кедр; лиственные - дуб, ясень, ильм, тополь. Спелодревесными породами являются из хвойных ель и пихта, из лиственных бук и осина. К заболонным породам относятся лиственные: береза, клен, граб, самшит.

Однако у некоторых безъядровых пород (береза, бук, осина) наблюдается потемнение центральной части ствола. В этом случае темная центральная зона называется ложным ядром. Молодые деревья всех пород не имеют ядра и состоят из заболони. Ядро образуется за счет отмирания живых клеток древесины, закупорки водопроводящих путей, отложения дубильных, красящих веществ, смолы, углекислого кальция. В результате этого изменяются цвет древесины, ее масса и показатели механических свойств.

Переход от заболони к ядру может быть резким (лиственница, тис) или плавным (орех грецкий, кедр). В растущем дереве заболонь служит для проведения воды с минеральными веществами от корней к листьям, а ядро выполняет механическую функцию. Древесина заболони легко пропускает воду, менее стойка против загнивания, поэтому при изготовлении тары под жидкие товары использовать заболонь следует ограниченно.

Годичные слои, ранняя и поздняя древесина. На поперечном разрезе видны концентрические слои, расположенные вокруг сердцевины. Эти образования представляют собой ежегодный прирост древесины. Называются они годичными слоями. На радиальном разрезе годичные слои имеют вид продольных полос, на тангентальном - извилистых линий. Годичные слои нарастают ежегодно от центра к периферии и самым молодым слоем является наружный.

Каждый годичный слой состоит из двух частей - ранней и поздней древесины: ранняя древесина (внутренняя) обращена к сердцевине, светлая и мягкая; поздняя древесина (наружная) обращена к коре, темная и твердая. Сердцевинные лучи, сердцевинные повторения. На поперечном разрезе некоторых пород хорошо видны невооруженным глазом светлые, часто блестящие, направленные от сердцевины к коре линии - сердцевинные лучи. Сердцевинные лучи имеются у всех пород, но видны лишь у некоторых.

Сердцевинные лучи в срубленной древесине создают красивый рисунок (на радиальном разрезе), что имеет значение при выборе древесины в качестве декоративного материала.

В растущем дереве сердцевинные лучи служат для проведения воды в горизонтальном направлении и для хранения запасных питательных веществ.

На торцевом разрезе древесины некоторых пород можно видеть рассеянные темные пятнышки бурого, коричневого цвета, расположение ближе к границе годичного слоя. Эти образования называются сердцевинными повторениями. Сердцевинные повторения образуются вследствие повреждения камбия насекомыми или морозом и напоминают по цвету сердцевину. Сосуды. На поперечном (торцевом) разрезе лиственных пород видны отверстия, представляющие сечения сосудов - трубок, каналов разной величины, предназначенных для проведения воды. По величине сосуды делят на крупные, хорошо видимые невооруженным глазом, и мелкие, не видимые невооруженным глазом. Сосуды понижают прочность древесины, так как являются слабыми элементами. Они облегчают проницаемость древесины жидкостями и газами в продольном направлении.

Смоляные ходы. Характерная особенность строения древесины хвойных пород - смоляные ходы. Различают смоляные ходы вертикальные и горизонтальные. Горизонтальные проходят по сердцевинным лучам. Вертикальные смоляные ходы - тонкие узкие каналы, заполненные смолой. На поперечном разрезе вертикальные смоляные ходы видны в виде светлых точек, расположенных в поздней древесине годичного слоя; на продольных разрезах смоляные ходы заметны в виде темных штрихов, направленных вдоль оси ствола. Количество и размер смоляных ходов зависят от породы древесины. У древесины сосны смоляные ходы крупные и многочисленные, у древесины лиственницы - мелкие и немногочисленные.

Микроскопическое строение древесины

Микроскопическое строение древесины. Исследование древесины под микроскопом показывает, что она состоит из мельчайших частичек - клеток, преимущественно (до 98%) мертвых. Растительная клетка имеет тончайшую прозрачную оболочку, внутри которой находится протопласт, состоящий из цитоплазмы и ядра. Клеточная оболочка у молодых растительных клеток представляет собой прозрачную, эластичную и весьма тонкую (до 0,001 мм) пленку. Она состоит из органического вещества - клетчатки, или целлюлозы.

По мере развития, в зависимости от функций, которые призвана выполнять та или иная клетка, размеры, состав и строение ее оболочки существенно изменяются. Наиболее частым видом изменения клеточных оболочек является их одревеснение и опробкование. Одревеснение клеточной оболочки происходит при жизни клеток в результате образования в них особого органического вещества - лигнина. Клетки или совсем прекращают рост, или увеличивают размеры в значительно меньшей степени, чем клетки с целлюлозными оболочками. Целлюлоза в клеточной оболочке представлена в виде волоконец, которые называются микрофибриллами. Промежутки между микрофибриллами заполнены в основном лигнином, гемицеллюлозами и связанной влагой. В процессе роста клеточные оболочки утолщаются, при этом остаются неутолщенные места, называемые порами. Поры служат для проведения воды с растворенными питательными веществами из одной клетки в другую.

Виды клеток древесины. Клетки составляющие древесину, разнообразны по форме и величине. Различают два основных вида клеток: клетки, имеющие длину волокон 0,5-3 мм, диаметр 0,01-0,05 мм, с заостренными концами - прозенхимные и клетки меньших размеров, имеющие вид многогранной призмы с примерно одинаковыми размерами сторон (0,01-0,1 мм), - паренхимные.

Паренхимные клетки служат для отложения запасных питательных веществ. Органические питательные вещества в виде крахмала, жиров и других веществ накапливаются и хранятся в этих клетках до весны, а весной они направляются в крону дерева для образования листьев.

Основная масса древесины всех пород состоит из клеток прозенхимных, которые в зависимости от выполняемых ими жизненных функций разделяются на проводящие и опорные или механические.

Ткани древесины. Клетки одинакового строения, выполняющие одни и те же функции, образуют ткани древесины.

В соответствии с назначением и видом клеток, из которых состоят ткани, различают: запасающие, проводящие, механические (опорные) и покровные ткани. Запасающие ткани состоят из коротких запасающих клеток и служат для накопления и хранения питательных веществ. Запасающие ткани находятся в стволе и корнях.

Проводящие ткани состоят из вытянутых тонкостенных клеток (сосудов, трубок), через которые влага, впитанная корнями, проходит к листьям. Механические ткани (опорные) находятся в стволе. Эти ткани придают устойчивость растущему дереву. Чем больше этой ткани, тем древесина плотнее, тверже, прочнее. Механические ткани называют либриформом. Покровные ткани находятся в коре и выполняют защитную роль.

2. Ассортимент групп средств оргтехники: микрокалькуляторы

К средствам оргтехники относят следующие подгруппы товаров: вычислительные машины и пишущие машины.

К вычислительным машинам относятся микрокалькуляторы. Эта подгруппа предназначена для индивидуального пользования при проведении расчетов. Микрокалькуляторы представляют собой портативное цифровое вычислительное устройство на интегральных микросхемах, с питанием от автономных источников питания.

По функциональному назначению подразделяют на три класса:

1-й - простейшие, 2-ой - инженерные, 3-й - программируемые.

Пишущие машины подразделяют по длине бумагоопорного валика на два типа: канцелярские и портативные. Канцелярские машины имеют бумагоопорный валик длиной 450 мм, портэтивные-240 мм. Эти типы машин различаются также длиной печатной строки (425 и 215 мм), максимальным количеством знаков в строке (150 и 85), скоростью печатания знаков (600 500 знаков в минуту) и легкостью печатания (ударная нагрузка на клавишу при свободном падении с высоты 150 мм составляет 100 и 130 г).

Ленты для пишущих машин представляют собой хлопчатобумажную ткань, пропитанную краской черного, синего, фиолетового или красного цветов. Ленты изготовляют шириной 13, 16 и 25 мм, длиной 5 и 8 м

Простейшие калькуляторы предназначены для выполнения только ординарных арифметических расчётов в быту и младшей школе. Имеют небольшие размеры и вес, обычно не более одного регистра памяти и минимальное число функций (как правило, только арифметические операции и, возможно, одна-две функции, такие как извлечение квадратного корня, обратная функция, смена знака или вычисление процентов). Реализуют простейшую арифметическую логику.

Инженерные (англ. scientific, изредка употребляется русская калька «научный калькулятор»): предназначены для научных и инженерных расчётов различной степени сложности. Ориентированы на научных работников, инженеров, студентов технических специальностей и старших школьников. Работают с представлением чисел в форматах как с фиксированной, так и с плавающей запятой, иногда также позволяют непосредственно оперировать дробями. Реализуют алгебраическую логику, с приоритетами операций и скобками; реже применяется обратная польская запись. Поддерживают вычисление элементарных функций. Общее число поддерживаемых функций может составлять до нескольких сотен. Число дополнительных регистров памяти -- не менее одного, но может доходить до десятка и более. Из-за большого количества поддерживаемых функций клавиатура инженерных калькуляторов содержит клавиши двойного/тройного назначения; в некоторых моделях на одну кнопку может быть возложено до четырёх функций. Наиболее развитые модели поддерживают не только числовые, но и символьные вычисления.

Программируемые калькуляторы по функциональным возможностям находятся на уровне сложных инженерных калькуляторов, но дополнительно они дают возможность многократно повторять сложные вычисления, создавая и исполняя программы пользователя. Имеют большое количество регистров памяти (10 и более), могут иметь интерфейсы для подключения внешних устройств, персонального компьютера, дополнительных модулей памяти, аппаратных датчиков, исполнительных устройств. По функциональности наиболее развитые программируемые калькуляторы приближаются к простейшим портативным компьютерам.

3. Воздушные вяжущие вещества: известковые, гипсовые и магнезиальные

Воздушная известь может быть нескольких видов: негашеная комовая известь, негашеная молотая известь, гидратная известь (пушонка).

Гипсовые вяжущие вещества изготовляют из гипсового камня, представляющего собой, в основном, двуводный гипс -- CaS0₄·2H₂0, ангидрита, состоящего главным образом из безводного гипса -- CaS0₄, и некоторых отходов химической промышленности, содержащих преимущественно двуводный или безводный сульфат кальция. Химически чистый двуводный гипс состоит из 32,56% СаО; 46,51% S0₃ и 20,93% воды, а ангидрит--из 41,19% СаО и 58,81% S0₃. Двуводный гипс -- мягкий минерал, его твердость по шкале Мооса равна 2. Твердость ангидрита колеблется в пределах 3--3,5. Плотность двуводного гипса 2,2--2,4, а ангидрита -- 2,9--3,1. Растворимость двуводного гипса, пересчитанного на CaS0₄ в воде, равна 2,05 г в 1 л воды при 20 °С. Растворимость ангидрита-- 1 г на на 1 л воды.

Известны два магнезиальных вяжущих вещества: каустический магнезит и каустический доломит. Каустическим магнезитом называется продукт, получаемый обжигом магнезита (MgC0₃) с последующим его измельчением в тонкий порошок. Каустический доломит отличается от каустического магнезита тем, что сырьем для его изготовления служит не магнезит, а доломит (CaC0₃·MgC0₃). Оба эти вяжущие вещества затворяют раствором хлористого магния, сернокислого магния или некоторых других солей.

Магнезит (горький шпат) встречается в природе в двух видах -- кристаллическом и аморфном. Твердость обоих видов магнезита по шкале Мооса колеблется в пределах 3,5--4,5; плотность 2,9--3,1. Теоретический состав магнезита 47,82% MgO и 52,18% С0₂.

Природный магнезит всегда содержит различные примеси: глину, углекислый кальций и др. В зависимости от примесей он бывает белого, желтого, серого is другого цвета. Для аморфного магнезита характерны примесь кремнезема и отсутствие примесей соединений железа. В природе магнезит встречается реже, чем известняк и доломит.

Доломиты являются распространенной горной породой. Твердость доломита по шкале Мооса 3,5--4; плотность 2,85--2,95. Теоретическое содержание в доломите СаСОз -- 54,27%; MgC0₃ --45,73% или в окислах: СаО --30,41%; MgO --21,87% и С0₂ -- 47,72%.

Природный доломит имеет обычно некоторый избыток углекислого кальция. Кроме того, в доломите встречаются глинистые и другие примеси. Цвет доломита белый, желтый и буроватый, в зависимости от примесей, главным образом железистых соединений.

Известь воздушная - воздушное вяжущее, получаемое путем обжига дробленых известковистых пород (известняка, мела, ракушечника и т. д.), содержащих не более 6% глинистых компонентов. Получаемая известь носит название комовой, а после измельчения - молотой.

Строительную известь получают путем обжига (до удаления углекислоты) из кальциево-магниевых горных пород -- мела, известняка, доломитизироваиных и мергелистых известняков, доломитов. Для производства тонкодисперсной строительной извести гасят водой или размалывают негашеную известь, вводя при этом минеральные добавки в виде гранулированных доменных шлаков, активные минеральные добавки или кварцевые пески. Строительную известь применяют для приготовления строительных растворов и бетонов, вяжущих материалов и в производстве искусственных камней, блоков и строительных деталей. В зависимости от условий твердения различают строительную известь воздушную, обеспечивающую твердение строительных растворов и бетонов и сохранение ими прочности в воздушно-сухих условиях, и гидравлическую, обеспечивающую твердение растворов и бетонов и сохранение ими прочности как на воздухе так и в воде. Воздушная известь по виду содержащегося в ней основного оксида бывает кальциевая, магнезиальная и доломитовая. Воздушную известь подразделяют на негашеную и гидратную (гашеную), получаемую гашением кальциевой, магнезиальной и доломитовой извести. Гидравлическую известь делят на слабогидравлическую и сильногидравлическую. Различают гидравлическую известь комовую и порошкообразную. Порошкообразная известь бывает двух видов: молотая и гидратная (гашенная вода). Комовую известь выпускают без добавок и с добавками. Строительную негашеную известь по времени гашения делят на быстрогасящуюся -- не более 8 мин, среднегасящуюся -- не более 25 мин, медленногасящуюся -- более 25 мин. Строительную воздушную известь получают из кальциево-магниевых карбонатных пород. Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьерах, его подготовки (дробления и сортировки) и обжига. После обжига производят помол комовой извести, получая молотую негашеную известь, или гашение комовой извести водой, получая гашеную известь.

Список используемой литературы

1. Уголев Б.Н. Древесиноведение с основами лесного товароведения. - М.: Лесная промышленность, 1986. - 368 с.

2. Дьяконов В.П. Расчет нелинейных и импульсных устройств на программируемых микрокалькуляторах. Справочное пособие. М.: Радио и связь. -- 1984. -- 170 с.

3. Волженский, А.В. Минеральные вяжущие вещества: технология и свойства [Текст] / А.В. Волженский, Ю.С. Буров, В.С. Колокольников/ Научное издание -М.: Изд-во Ассоциация строительных вузов, 2006.-368с.

Размещено на Allbest.ru