• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Відповіді на питання № 2 – 7

Для виробництва будівельних матеріалів і виробів застосовують рідини, суспензії, сипкі матеріали та тверді тіла. У результаті взаємодії цих та інших компонентів під впливом робочих органів машин утворюються бетонні суміші, розчини, бетон, цегла, керамічні камені й т. ін. Якщо бетонні суміші, розчини, суспензії є вихідними робочими середовищами, то бетон, керамічні вироби, лінолеум, теплоізоляційні матеріали – це кінцевий продукт технологічних процесів створення будівельних матеріалів і виробів.

Так, бетонна суміш – це раціонально підібрані й змішані такі компоненти, як в'яжучі, заповнювачі та вода і, за потребою, хімічні домішки. У результаті хімічної реакції в'яжучого з водою утворюється клей, що скріпляє заповнювачі між собою. Після видалення з такої суспензії залишків води і повітря через деякий час утворюється будівельний матеріал бетон. Якість його (чи іншого якогось матеріалу) значною мірою залежить від типу в'яжучого, фізико-механічних властивостей компонентів матеріалу, параметрів робочого процесу й характеру взаємодії робочого органу машини з оброблюваним середовищем.

В'яжучі речовини бувають неорганічні (цемент, вапно, гіпс) та органічні (бітуми, дьогті). Змішані з водою неорганічні в'яжучі тужавіють, переходячи з тістоподібного стану в каменеподібний.

Неорганічні в'яжучі, у свою чергу, поділять на повітряні та гідравлічні. Повітряні це такі, які тверднуть і зберігають свою міцність тільки на повітрі (повітряне вапно, гіпс тощо), гідравлічні спроможні тверднути, довго зберігати й підвищувати міцність не тільки на повітрі, а й у воді (різні види цементів, гідравлічне вапно тощо).

Для виробництва залізобетонних виробів застосовують неорганічні гідравлічні в'яжучі, головними з яких є портландцемент, шлакопортландцемент, пуцолановий портландцемент, а також їх різновиди. Портландцемент одержують рівномірним випалюванням до спікання при температурі t = 1450 °С природних вапнякових мергелів або штучних сумішей вапняку й глини з наступним тонким помелом продукту випалювання – клінкеру.

Інші цементи отримують подібним методом за наявності спеціальних добавок залежно від необхідності одержання конкретного типу цементу.

Фізико-механічні властивості компонентів різних сумішей, як і самих розчинів, характеризуються фізичним станом і механічними властивостями.

Ознаками фізичного стану матеріалів є гранулометричний склад, густина, пористість, рухомість і жорсткість. Ознаками механічних властивостей є міцність, опір стиску, розтягу, згину, зсуву, крихкість, абразивність.

Гранулометричний, або зерновий, склад заповнювачів (щебеню, гравію, піску) сумішей визначають ситовим аналізом. Так, при визначенні складу піску його просіюють крізь стандартний набір сит, які мають отвори 5,00; 2,50; 1,25; 0,63; 0,31 і 0,14 мм. Сита встановлюють одне над одним, починаючи з найменшого, крізь них пропускають певну кількість висушеного піску. Залишок на кожному ситі визначають у відсотках від повної наважки проби і називають частковим залишком. Повним залишком на кожному ситі називають суму часткових залишків на даному ситі й на всіх розташованих вище.

Щодо щебеню, то його гранулометричний склад визначають подібним способом з отворами сит 5, 10, 15, 35, 40 мм при крупності кусків до 40 мм; а при крупності 100 мм застосовують сита з кроком 10 мм, при цьому обов'язкові сита з отвором 5 мм. Залежно від крупності передбачено такі фракції щебеню, що використовуються в будівництві, мм: крупний – 40…70, середній – 20…40, дрібний – 10…20, клинець – 5…10, відсів – менше 5.

Густину (щільність) , кг/м³, визначають як співвідношення маси матеріалу m_М до його об'єму V_M:

.

Застосовують такі поняття, як істинна й середня щільність. Істинна щільність – маса одиниці об'єму без пор, а середня – маса одиниці об'єму матеріалу з порами й мікротріщинами. За показниками середньої щільності заповнювачі розчинів і бетонних сумішей поділяють на важкі (середня щільність понад 2500 кг/м³) і легкі (середня щільність до 1000 кг/м³).

Важкі заповнювачі використовують для виготовлення важких бетонів (= 2200…2400 кг/м³), а легкі заповнювачі – для виготовлення легких бетонів (800…1200 кг/м³).

Легкі заповнювачі – це, як правило, пористі матеріали, що можуть бути природними й штучними. До природних належать щебінь і пісок із пемзи і вулканічного туфу, пористих вапняків, вапнякових туфів та ін.

Штучні пористі заповнювачі виготовляють спеціально (керамзитовий гравій, аглопоритовий щебінь і пісок, гранульований шлак тощо) або використовують відходи промисловості, наприклад, паливні шлаки.

Керамзитовий гравій і пісок – матеріал округлої форми, який одержують в обертових циліндричних печах внаслідок спучення у процесі випалювання гранул із легкоплавкої глини.

Щебінь і пісок із пористого металургійного шлаку (шлакова пемза або термозит) утворюються завдяки особливому режиму охолодження розплавлених шлаків.

Аглопоритовий щебінь і пісок виготовляють спіканням глинистої породи і відходів видобування, переробки та спалювання кам'яного вугілля на агломераційних ґратах із наступним подрібненням.

Гранульований шлак одержують швидким охолодженням водою розплавів металургійних шлаків.

Пористість матеріалу V_П, %, характеризує кількість пор і мікротріщин на одиницю об'єму матеріалу

де і – відповідно, середня та істинна густина матеріалу, кг/м³.

Рухомість і жорсткість розчинів і сумішей – важливі характеристики, які визначають зручність укладання сумішей у форму чи опалубку, де здійснюється процес їх ущільнення. Рухомість спрощеним методом визначають за допомогою конуса, зображеного на рисунку 1.1, а, в який трьома шарами укладають бетонну суміш. Потім конус знімають і за різницею висот, як показано на рисунку 1.1, б, у сантиметрах визначають показник рухомості.

а – конус із сумішшю; б – суміш після зняття конуса

Рисунок 1.1 – Оцінка рухомості бетонної суміші спрощеним методом

Якщо суміш не осідає, то її зручність укладання оцінюють за допомогою спеціального віскозиметра наступним чином. На лабораторну віброплощадку встановлюють і кріплять форму розмірами 200×200×200 мм. У форму встановлюють конус від віскозиметра і заповнюють його бетонною сумішшю. Потім конус обережно знімають, вмикають одночасно віброплощадку й секундомір. Той час у секундах, за який суміш заповнить кути форми, а її поверхня стане горизонтальною, і є жорсткість бетонної суміші. Класифікація бетонних сумішей за рухомістю наведена в таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 – Класифікація бетонних сумішей за рухомістю

Використання тієї чи іншої бетонної суміші залежить від конкретних умов її застосування в будівництві. Взагалі суміш добирають за масою цементу (Ц), піску (П) і заповнювачів (Щ) у пропорції Ц:П:Щ. Кількість води залежить від відношення . Наприклад, суміш у співвідношенні 1,0:2,5:3,6 і складається з однієї частини цементу; 2,5 частини піску; 3,6 частини щебеню і 0,35 – води.

Будівельні розчини класифікують залежно від їх застосування і типу в'яжучих. Рухомість розчину визначають за допомогою стандартного конуса, зображеного на рисунку 1.2, а, виготовленого із пластмаси зі сталевим наконечником. Через верхню трубку діаметром 8…10 мм (дивись рисунок 1.2, б) насипають пісок, щоб конус мав масу 300±2 г. Потім конус обережно занурюють у розчин під дією його власної ваги. Глибина занурення конусу в сантиметрах й характеризуватиме рухомість розчину.

а – загальний вигляд конуса; б – його розріз

Рисунок 1.2 – Конус для визначення рухомості розчину

Міцність – це здатність матеріалу чинити опір деформації та руйнуванню від дії сил, що виникають під впливом робочих органів машин. Найбільш поширеною та універсальною оцінкою механічних властивостей матеріалів є границя міцності при стиску s_СТ, Па,

,

де F – зусилля, Н;

S – початкова площа поперечного перерізу, м².

Характер і величина деформації e матеріалу під дією зовнішніх сил залежить від пружності матеріалу, що деформується.

Коефіцієнт пропорційності між границею міцності при стиску та деформацією називається модулем пружності Е, Па,

.

Це відношення справедливе у межах дії закону Гука.

Опір матеріалів розтягу та згину значно менший за опір стиску. Наприклад, для такого матеріалу, як граніт, границі міцності мають значення: = 4,9…7,8 МПа; = 10…14 МПа; = 50…250 МПа.

За міцністю гірські породи ділять на особливо міцні (s ≥ 250 МПа), міцні (s = 150-250 МПа), середньої (s = 80-150 МПа) та малої (s < 80 МПа).

Механічні властивості деяких гірських порід наведені в таблиці 1.2.

Таблиця 1.2 – Фізико-механічні властивості гірських порід

Поряд із властивостями міцності є поняття "крихкість" – властивість породи руйнуватися без помітних пластичних деформацій. Існують різні методи кількісної оцінки крихкості. Так, є методика, відповідно до якої крихкість визначається кількістю ударів гирі, що має масу 2 кг і падає кожного разу з висоти, більшої за попередню на 1 см. Таку процедуру здійснюють до повного руйнування зразка. За числом ударів, що витримує зразок до повного руйнування, породи поділяють на дуже крихкі (до 2), крихкі (2 – 5), в'язкі (5 – 10) та дуже в'язкі (понад 10).

Абразивність – здатність матеріалу, що оброблюється, спрацьовувати робочі органи машини. Абразивність оцінюють відношенням кількості матеріалу робочого органу в грамах, що зносився, до 1 т матеріалу, який був у контакті зі згаданим робочим органом машини.

Міцність і деформації шарів сумішей визначають властивостями частинок (заповнювачів) і зв'язками між частинками. Міцність частинок зумовлена внутрішньомолекулярними силами, а міцність зв'язків між частинками – щепленням. Якщо, наприклад, розглядати ущільнення бетонної суміші при виробництві будівельних виробів, то цей процес буде як результат подолання сил внутрішніх зв'язків між частинками. Тобто йдеться про визначення щеплення – внутрішнього тертя між частинками. Ці механічні властивості характеризують опір зсуву, який є лінійною функцією нормального напруження по поверхні зсуву (дивись рисунок 1.3). Кут j, що дорівнює куту зсуву, називають кутом внутрішнього тертя. Тангенс цього кута дорівнює коефіцієнту внутрішнього тертя суміші.

Рисунок 1.3 – Визначення кута внутрішнього тертя суміші

Читайте також:

1. D) усі відповіді вірні.
2. D) усі попередні відповіді вірні.
3. D) усі попередні відповіді вірні.
4. IV. Питання самоконтролю.
5. V. Питання для самоконтолю
6. V. Питання туристично-спортивної діяльності
7. VI . Екзаменаційні питання з історії української культури
8. А.1 Стан , та проблемні питання застосування симетричної та асиметричної криптографії.
9. Актуальні питання управління земельними ресурсами та їх охорони
10. Аналогія права - вирішення справи або окремого юридичного питання на основі принципів права, загальних засад і значення законодавства.
11. Бесіда за запитаннями.
12. В лекції висвітлюються питання використання мережних структур, їх недоліки та переваги.

Переглядів: 1559