Контрольная работа по "Материаловедению"

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Томский государственный архитектурно-строительный университет»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Материаловедение

Контрольная работа

Вариант№1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

     Выполнил: Уфандеева М.А.

Студент гр. №1722б

Специальность: городской кадастр

Шифр: 1722б-031

№_рег. _________

 

«___» ___________ 2014г.

 

 

 

Томск 2014г

 

Содержание

 

Первое контрольное  задание

 

Вариант №1

Вопросы:

 

1. Значение строительных материалов, готовых изделий и деталей в народном хозяйстве
2. Главные породообразующие минералы магматических горных пород. Их основные свойства и методы определения этих свойств.
3. Каков химико-минералогический состав клинкера портландцемента и как он влияет на свойства цемента
4. Требования, предъявляемые к мелкому заполнителю для тяжелого бетона
5. Силикатные бетоны. Состав, свойства, применение.

 

Задачи

 

1. Масса образца камня в сухом состоянии равна 3,5 кг. Определить массу образца после насыщения водой, а также истинную плотность, если средняя плотность составляет 1900 кг/м3, пористость 24%, а водопоглощение по объему 19%.
2. Нормальная густота гипсового теста равна 59%. Сколько необходимо взять гипса и воды для получения 10 кг гипсового теста нормальной густоты.

 

 

Второе контрольное  задание

Вариант № 1

Вопросы:

 

1. Что служит сырьем для производства керамических изделий? Свойства глин как сырья для керамики.
2. В каких сечениях изучается макроструктура древесины? Охарактеризуйте основные элементы торцевого сечения древесины.
3. Стекло. Свойства стекломассы в пластичном и твердом состоянии.
4. Строение и способы получения теплоизолированных материалов.
5. Перечислите основные компоненты, входящие в состав полимерных материалов и поясните их значение.

 

Задачи

 

1. Масса кирпича керамического стандартных размеров в сухом состоянии равно 3,5 кг. Найти пористость кирпича, если истинная плотность его равна 2500кг/м3
2. Определите маслоемкость лазури, если известно, что на 5г пигмента израсходовано 2,5 см3 льняного масла плотностью 950кг/м3. 
   

 

 

 

 

 

 

 

Первое контрольное  задание

Ответы на вопросы

 

1. Значение строительных материалов, готовых изделий и деталей в народном хозяйстве

Значение промышленности строительных материалов в народном хозяйстве  нашей страны огромно — от уровня производства их всецело зависят темпы и качество строительных работ.

Главными   направлениями  технического  прогресса   промышленности   строительных   материалов   являются:   создание   новых   и совершенствование   существующих   технологических   процессов, обеспечивающих получение  продукции  с минимальными  затратами энергетических, материальных и трудовых ресурсов; получение новых видов строительных материалов и изделий с заданными   свойствами,   отвечающими   самым   высоким   требованиям строительства; широкое внедрение малоотходных и безотходных технологий,  использование  вторичных  продуктов  производства. Большие задачи поставлены перед промышленностью строительных материалов.  

Различные эксплуатационные условия зданий и  сооружений, параметры   технологических   процессов   обусловливают   разнообразные   требования   к   строительным  материалам,   а   отсюда вытекает и весьма обширная номенклатура их свойств: прочность при нормальной или высокой температуре (последняя характеризует жаро- или огнестойкость материала), водостойкость, стойкость   против   действия   различных   солей,   кислот   и   щелочей, шлакостойкость  (имеющая особую значимость в металлургических процессах)  и т. д. Не менее важна в строительстве и технике проницаемость (или непроницаемость) материалов для жидкостей, газов, тепла, холода, электрического тока, радиоактивных излучений. Наконец, материалы для отделки помещений жилых и общественных зданий, садов и парков должны быть красивыми, долговечными и прочными.

Получить материал с универсальными свойствами пока еще невозможно —  это проблема будущего. В технике  и строительстве применяются  различные материалы, отличающиеся видами исходного сырья и технологическими приемами получения. Эти два условия  положены в основу деления строительных материалов на отдельные группы (керамические, лесные, вяжущие материалы, изделия на основе полимеров и т.д.). Показатель специфических свойств строительных материалов также положен в основу их подразделения. Например, минеральные вяжущие вещества разделяются на воздушные и гидравлические вяжущие, а бетоны — на обыкновенные, жароупорные, гидротехнические, декоративные и др.

Важнейшие свойства строительных материалов определяют области их применения. Только глубокое и всестороннее знание свойств материалов позволяет рационально и в техническом, и в экономическом отношениях выбрать материал для конкретных условий использования.

На каждый строительный материал имеются  ГОСТы или ТУ, в которых даются определение (название) материала, важнейшие свойства и требования, предъявляемые к нему, методы испытаний (установление свойств и их показателей), правила приемки, транспортирования и хранения. Наряду с ГОСТами или ТУ строители пользуются также строительными нормами и правилами (СНиП).

По мере совершенствования технологии и строительного производства    повышаются   требования    к   качеству    материалов, расширяется ассортимент их. В связи с этим указанные документы периодически пересматриваются.

Значение стандартизации огромно. Оно определяет выпуск материалов и изделий качеством не ниже обусловленного, что позволяет уже при проектировании создавать надежные и долговечные конструкции независимо от технологии изготовления материалов. Однако значение стандартизации не ограничивается только этим фактором, а является важнейшим стимулом совершенствования промышленных предприятий, каждый новый или пересмотренный стандарт предъявляет более высокие требования к материалам, чем предыдущий. В результате для обеспечения выпуска материалов стандартного качества должна соответствующим образом перестраиваться промышленность.

Таким образом, развитие промышленности строительных материалов происходит не только количественно, но и качественно  — с ростом производства традиционных материалов возникает производство новых, более эффективных изделий. Важной задачей является технико-экономическое сопоставление (в заданных конкретных условиях их применения) конкурирующих видов изделий, с тем чтобы обеспечить наиболее экономически эффективным из них преобладающее развитие.

В настоящее время производство многих строительных материалов еще  отстает от их потребности в строительстве, и поэтому другой важной задачей  является дальнейшее опережающее развитие промышленности строительных материалов, неуклонное снижение себестоимости их изготовления и удельных капитальных вложений.

Промышленные предприятия, в том  числе заводы строительных материалов, должны приносить прибыль, которая  в течение ряда лет окупит затраты, ранее сделанные на организацию  производства материалов. В настоящее время нормативный срок окупаемости капитальных вложений принят равным 8,3 года, и, следовательно, в каждый год должно окупаться примерно 12% произведенных капитальных вложений в производство. При различных затратах на эксплуатацию возведенной из сопоставляемых материалов конструкции приведенные затраты определяются с учетом эксплуатационных издержек.

Снижения затрат на эксплуатацию конструкции  добиваются путем улучшения качества соответствующих строительных материалов  или  изделий.   Так,  качество стеновых  панелей  определяет   размер   затрат  на   их   ремонт   и   величину   потерь   через них тепла  из  помещений.  Чтобы здания  и  сооружения  имели оптимальные технические  и экономические  показатели  и  были эффективны  в технико-экономическом  отношении,   экономисты-строители должны  располагать  широкими знаниями  номенклатуры строительных материалов и оптимальных условий их применения   исходя   из   важнейших   свойств   материалов   и   иметь достаточные   представления   о   технологии   изготовления   строительных   материалов. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Главные породообразующие минералы магматических горных пород. Их основные свойства и методы определения этих свойств.

 

Минеральный состав магматических  горных пород также разнообразен: полевые шпаты, кварц, амфиболы, пироксены, слюды, в меньшей степени — оливин, нефелин, лейцит, магнетит, апатит и другие минералы. К породообразующим минералам магматических горных пород, на долю которых приходится около 99 % их общего состава относятся: кварц, калиевые полевые шпаты, плагиоклазы, лейцит, нефелин, пироксены, амфиболы, слюды, оливин и др. Среди акцессорных минералов следует указать: циркон, апатит, рутил, монацит, ильменит, хромит, титанит, ортит и другие; иногда присутствуют и рудные минералы (магнетит, хромит, пирит, пирротин и др.). Выделяют также элементы-примеси, которые присутствуют в породах в очень малых количествах (сотые доли процента): литий, бериллий, бор, олово, медь, хром, никель, хлор, фтор и др.

По происхождению минералы магматических  пород делятся на первичные, образованные в результате кристаллизации самой магмы и вторичные, образовавшиеся в результате дальнейшего их преобразования, за счет процессов вторичного минералообразования: серицитизация, каолинизация, хлоритизация, серпентинизация и т. д. Под действием этих процессов происходят различные химические реакции, в частности, плагиоклазы преобразуются в серицит, цеолит; пироксены и амфиболы переходят в хлорит, эпидот.

Большое классификационное значение имеет также состав темноцветных минералов. Так, оливин — минерал, недонасыщенный кремнекислотой, встречается главным образом в ультраосновных породах. В средних породах обычно присутствует роговая обманка, а в кислых — биотит. Щелочные породы характеризуются присутствием амфиболов.

Не менее важную роль при классификации  магматических играют содержание и  состав салических минералов, особенно полевых шпатов. Салические минералы - группа стандартных или нормативных минералов, т. е. вычисленных из химических анализов, в которую входят полевые шпаты, фельдшпатиды, кварц. В русской литературе термин Салические минералы употребляется для минералов не только нормативных, но и действительно выкристаллизовавшихся, иначе говоря, для наблюдающихся в горной породе. Так, состав плагиоклазов отвечает определенной по кислотности группе пород: породные содержат плагиоклазов в числе главных минералов, основные породы содержат основные (богатые кальцием) плагиоклазы, средние породы содержат средние (натриево-кальциевые) плагиоклазы, а для кислых пород характерны кислые (кальциевые) плагиоклазы. Кварц является типичным минералом кислых пород, хотя он может присутствовать и в средних, и основных породах. Он образуется тогда, когда содержание SiO₂ в магме превышает то, которое должно вступить в соединение с металлами для образования силикатов. В то же время, кварц не встречается (за редким исключением) в магматических породах совместно с оливином, не встречаются в одной породе кварц и нефелин.

Присутствие оливина в породе служит признаком того, что порода недонасыщена кремнезёмом. Этот минерал выделяется только из магм, в которых содержание этого окисла недостаточно для образования пироксена. В противном случае оливин не образуется, так как при достаточном количестве в расплаве кремнезёма оливин превращается в энстатит. Аналогичным путем образуется нефелин, который присутствует лишь в щелочных породах, недосыщенных кремнезёмом. В случае насыщенности магмы кремнезёмом вместо нефелина образуется альбит.

Содержание в породе SiO₂ отличается от насыщенности её состава этим окислом. Последняя зависит как от процентного содержания кремнезема, так и от того, какие основания и в каком относительном количестве содержатся в породе. Действительно, ультраосновные породы недосыщены кремнезёмом (на это указывает присутствие оливина), а кислые пересыщены этим окислом (это видно из присутствия кварца), однако достаточно бедные кремнезёмом основные породы далеко не всегда им недосыщены. Насыщенные кремнезёмом (следовательно, не содержащие оливин и нефелин) разности часто встречаются среди основных и типичны для средних пород.

Следует отметить, что общие особенности  вещественного состава заметны  уже при макроскопическом знакомстве с породой. Вместе с тем иногда недостаточность макроскопического метода очевидна, так как, пользуясь им исследователь не может дать точного определения названия горной породы, поскольку неизвестен состав слагающих её плагиоклазов и особенностей состава темноцветных минералов.

Образование магматических пород  тесно связано со сложнейшими  проблемами происхождения магм и  строения Земли. В зависимости от условий образования выделяют две основные группы магматических пород - глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные).

Глубинные - это породы, образовавшиеся при застывании магмы на разной глубине в земной коре.

Излившиеся породы образовались при вулканической деятельности, излиянии магмы из глубин и затвердении на поверхности. Главные породообразующие минералы. Основными породообразующими минералами магматических пород являются: кварц (и его разновидности); полевые шпаты, железисто - магнезиальные силикаты. Все эти минералы отличаются друг от друга по свойствам, поэтому преобладание в породе тех или иных минералов меняет строительные свойства: прочность, стойкость, вязкость и способность к обработке (к полировке, шлифовке и т.п.).

Кварц, состоящий из двуоксида кремния (SiO₂) в кристаллической форме, является одним из самых прочных и стойких минералов. Он обладает: исключительно высокой прочностью при сжатии (до 2000 МПа) и высокой для хрупких материал прочностью при растяжении (около 100 МПа); высокой твердостью, плотностью 2650 кг/м³ уступающей только твердости топаза, корунда и алмаза весьма высокой кислотостойкостью и вообще химической стойкостью при обычной температуре. Кварц обычно не прозрачен, цвет кварца чаще всего встречается молочно-белый, серый.