Контрольная работа по "Строительству"

    Напряженное армирование – создание в бетоне по всему сечению или только в зоне растягивающих напряжений предварительного обжатия, величина которого превышает напряжение растяжения, возникающее в бетоне при эксплуатации. (…) Обжатие бетона осуществляют силами упругого последействия натянутой арматуры. Это достигается силами сцепления арматуры с бетоном или с помощью анкерных устройств. (…) В качестве основной напрягаемой арматуры применяют проволочную и прутковую арматурные стали, а в качестве вспомогательной ненапрягаемой арматуры, если она имеет место в напряженных изделиях, - сварные сетки и каркасы. (…)   Натяжение арматуры производят различными способами: механическим, электротермическим, а также химическим при применении напрягающегося цемента. При механическом способе натяжения арматура растягивается осевой нагрузкой, создаваемой домкратами. (…) Сущность электротермического способа заключается в том, что удлинение арматуры достигается электрическим нагревом до определенной температуры, после чего нагретый стержень заанкеривается с двух сторон в упорах формы или стенда, которые препятствуют укорочению стержня при его охлаждении.” ([1] стр. 346 - 351)

    Арматуру ненапрягаемую  для железобетонных изделий подразделяют  по прочности на классы: S240, S400, S500.

    Арматуру напрягаемую для железобетонных изделий подразделяют по прочности на классы: S800, S1200, S1400.

 

Вопрос N3:

   Гипсовые и гипсоволокнистые плиты для перегородок. Состав, технология изготовления, свойства и применение в строительстве.

    “Гипс – воздушное вяжущее, поэтому гипсовые и гипсобетонные изделия применяют в основном для внутренних частей зданий, не несущих больших нагрузок. (…) Гипсовые изделия имеют невысокую плотность (1100…1400 кг/м3), несгораемы, хорошо изолируют от шума, поддаются механической обработке и легко пробиваются гвоздями. Изготовлять гипсовые изделия несложно, так как гипс твердеет быстро. Наряду с перечисленными положительными свойствами у гипсовых изделий есть и существенные недостатки: низкая водостойкость, гигроскопичность, хрупкость и малая прочность при изгибе. (…) Чтобы увеличить прочность при изгибе, гипсовые изделия армируют, применяя для этой цели деревянные рейки или органические волокна.” ([7] стр. 313)

    “Плиты гипсовые для перегородок – порогипс – предназначены для устройства сборных перегородок на металлическом каркасе в жилых и общественных зданиях при относительной влажности помещений до 70 %. Изготовляются из строительного гипса и пенообразующих и поверхностно-активных добавок, армируются стекловолокном и картоном, прочно соединенными с гипсовым сердечником. Средняя плотность порогипсовых перегородочных плит 850±50 кг/м3.

    Плиты гипсовые для перегородок (ГОСТ 6428-83) изготовляют из полуводного гипса с минеральными и органическими заполнителями или без них. Они предназначены для устройства перегородок в помещениях с относительной влажностью не выше 60 % и имеют форму прямоугольного параллелепипеда с прямыми ребрами и ровными поверхностями и полукруглые пазы, расположенные на середине торцовых граней.

    Размеры плит (мм): длина 900 и 600; ширина 300 и соответственно толщина 100 и 80 с допусками +2 и -1 мм. (…) При отпускной влажности не выше 12 % средняя плотность составляет 900…1400 кг/м3.” ([2] стр. 117)

    “Гипсоволокнистые экструзионные панели предназначены для устройства перегородок в промышленном и сельскохозяйственном строительстве. Панели выпускают длиной до 4200 мм, шириной 300 и 600 мм, высотой 60 и 80 мм и пустотностью 55…62 %.

    (…) Гипсоволокнистые экструзионные декоративные плиты можно использовать для отделки цехов, клубов дворцов культуры, столовых, ресторанов, вестибюлей, лестничных пролетов, коридоров, а также для устройства подвесных потолков в зданиях промышленного, гражданского и сельскохозяйственного назначения. Они снижают трудоемкость отделочных работ, ускоряют ввод в эксплуатацию объектов, исключают штукатурные и шпаклевочные работы. Плиты могут иметь различную декоративную фактуру с широкой палитрой красок. (…) Их лицевая поверхность имеет плотную структуру, уменьшающую водопоглощение, что позволяет не только протирать плиты влажной тканью, но и мыть.

    Плиты выпускают  длиной до 3000 мм, шириной 600 мм, толщиной  до 10 мм.

    Производство  гипсоволокнистых изделий экструзионным способом включает следующие основные технологические переделы: подготовку микроармирующих наполнителей и пластификатора, приготовление раствора замедлителя; смешение компонентов; приготовление пластифицированной формовочной смеси; экструзионное формование изделий на ленточном прессе; резку сформованного бруса на изделия заданной длины; вызревание и твердение изделий; пакетирование и складирование изделий. Технология основана на применении жестких формовочных смесей с низклй влажностью, что позволяет получать изделия с достаточной прочностью после 5…7 ч твердения.

    В качестве исходных материалов могут использоваться различные виды гипсовых вяжущих, в том числе вяжущие, изготовленные из отходов химического производства (фосфогипс), замедлители, пластификаторы и микроармирующие наполнители (низкосортный асбест, бумажные и другие органические и неорганические волокна, а также волокносодержащие промышленные отходы).” ([2] стр. 118 - 120)

   

 

Вопрос N4:

   Поликонденсационные смолы и смолы, получаемые модификацией природных полимеров. Применение их для изготовления строительных материалов.

    “В современном представлении полимеры – это высокомолекулярные вещества, молекулы которых состоят из многократно повторяющихся элементарных звеньев одинаковой структуры. (…)

    Природные полимеры – это в основном биополимеры (белковые вещества, природные смолы, целлюлоза и др.). (…)

     Особую группу  составляют полимеры, получаемые методом химической модификации природных полимеров (целлюлоза, казеин, каучуки, растительные масла) с целью улучшения их свойств. Под модификацией в данном случае понимают целенаправленное изменение структуры полимера путем изменения состава его функциональных групп, образования дополнительных боковых цепей и сшивок, изменения полярности и фазового состава. Этот метод получения полимеров используется при переработке целлюлозы (нитроцеллюлоза, карбоксиметилцеллюлоза) и растительных масел (олифы). (…)

     Природные  смолы – продукты растительного происхождения, содержащиеся в жидкостях, которые выделяются на поверхности коры деревьев самопроизвольно или в результате ранения. Смолы состоят из смеси органических высоко- и низкомолекулярных веществ. (…) В строительстве чаще применяют продукты, получаемые при переработке смолы хвойных деревьев, - канифоль и скипидар.

     Канифоль – остаток из отгонки скипидара из смолистого сока хвойных деревьев (живицы); хрупкая стекловидная масса желтого цвета, состоящая в основном из смоляных кислот (до 90 %). (…) Ее в основном применяют для модификации других пленкообразующих веществ с целью повышения адгезионных свойств.” ([7] стр. 351 - 375)

    Скипидар (терпентинное масло) – продукт перегонки смолистой древесины сосны (пневый осмол, смолье-подсочка), подвергнутый химической очистке и перегонке, - применяют как растворитель для масляных и глифталевых красок, а также для получения матовых масляных поверхностей и мытья кистей.

    Из раствора  некоторых модифицированных смол получают олифы, применяемые для приготовления красок, шпатлевок и грунтовок для внутренних работ.

    “Поликонденсационные полимеры получают в процессе реакции поликонденсации двух или нескольких низкомолекулярных веществ. В этом случае наряду с основным продуктом поликонденсации – полимером образуются побочные соединения (вода, спирты, хлористый водород и др.). Масса получаемого полимера меньше массы исходных веществ, а его химический состав отличается от химического состава исходных продуктов. (…) Методом поликонденсации получают полиэфирные, фенолоальдегидные, эпоксидные, кремнийорганические и другие полимеры. (…)

    Эпоксидные полимеры  – большая группа олигомерных продуктов от низковязких жидкостей до твердых смол. В строительстве чаще применяют эпоксидные смолы марок ЭД-16, ЭД-20, представляющие собой жидкости желтого цвета различной вязкости. При введении отвердителя уже при нормальной температуре смола через 2…4 ч желируется, а через 8…12 ч – необратимо затвердевает. (…) Эпоксидные полимеры применяют для устройства наливных бесшовных полов высокой износо- и химической стойкости, изготовления конструкционных строительных клеев (для склеивания и ремонта металлических и бетонных конструкций), применяют также в красках и шпатлевочных составах, в герметиках, полимеррастворах и полимербетонах специального назначения. (…)

     Фенолоальдегидные  полимеры – первые синтетические  полимеры, которые в начале ХХ  века начали получать методом поликонденсации фенолов с альдегидами. ” ([7] стр. 351 - 375)

    Среди них: ●новолачные смолы (отверждаются с помощью отвердителей, таких как, уротропин); ●резольные смолы (отверждаются при нагревании); ●резоциноформальдегидные смолы (холодное твердения – для клеев и замазок). До отверждения фенолформальдегидные смолы хорошо растворяются в спиртах, ацетоне и других растворителях; имеют хорошую адгезию с многими материалами; отвержденные они имеют высокую химическую стойкость и прочность. Фенолформальдегидные смолы используют для производства древесно-волокнистых, древесно-стружечных плит, слоистых пластиков, водостойкой фанеры, минераловатных и стекловатных плит, спиртовых лаков и т. п.

 

Вопрос N5:

   Лакокрасочные материалы на синтетических связующих. Состав и применение их в строительстве.

    “Полимерные связующие применяют в красочных составах и лаках как самостоятельное связующее вместе с растворителем, так и в композициях, например в сочетании с цементом в полимерцементных красочных составах. Использование синтетических полимеров не только значительно сократило расход растительных масел на производство красочных составов, но и расширило ассортимент производства новых видов долговечных и экономичных красочных составов. Применение полимерных лаков и эмалей позволило почти полностью отказаться от ввозимых дорогих природных смол (шеллака, копала, даммара). В качестве полимерных связующих широко используют синтетические смолы и каучуки и производные целлюлозы, растворяемые до требуемой консистенции в органических растворителях. Образование лакокрасочной пленки в этом случае происходит вследствие испарения растворителя. (…)

    Олифами называют  связующие, получаемые из высыхающих масел или некоторых искусственных продуктов, которые после отверждения в тонких слоях образуют прочные и эластичные покровные пленки. Пленкообразующие составы, не содержащие высыхающих масел, но способные заменить их в малярных работах, называют искусственными или синтетическими олифами. (…)

    Олифы синтетические  в отличие от натуральных не  содержат растительных масел  или содержат их не более  35 %. Из множества искусственных  олиф широко применяют глифталевую,  сланцевую, синтоловую, а также этиноль (лак) и кумароноинденовую олифы. Глифталевую олифу получают при взаимодействии растительных масел, глицерина и фталевого ангидрита с добавлением сиккатива с последующим разбавлением специальным бензином (растворителем для лакокрасочной промышленности) до малярной консистенции. Глифталевую олифу применяют для изготовления высококачественных красочных составов для наружной и внутренней отделки металла, дерева и штукатурки. Сланцевая олифа представляет собой раствор дизельного и генераторного сланцевого масла в органических растворителях; применяют ее для изготовления красочных составов для внутренней отделки. Этиноль – отходы производства хлорофенового каучука; применяют его для антикоррозионных грунтовок и красок. Кумароноинденовая олифа представляет собой раствор кумароноинденовой смолы в органических растворителях; используют ее только для изготовления шпатлевок и грунтовок для внутренних работ.” ([1] стр. 501 - 502)

 

 

Задача :

   Подобрать  состав тяжелого (обычного) бетона.

 

Исходные  данные:

● Класс бетона по прочности при сжатии: В30.

●Удобоукладываемость бетонной смеси (марка по удобоукладываемости): Ж1.

●Цементы на основе портландцементного клинкера:

   ▬ тип: ПЦ-Д20;

   ▬ марка: 500;

   ▬ НГТЦ, %: 28;

   ▬ истинная плотность,  кг/м3: 3150.

●Песок:

   ▬ истинная плотность,  кг/м3: 2550;

   ▬ крупность (Мк): 2,6;

   ▬ влажность, %: 4.

●Щебень:

   ▬ наибольшая крупность  зерен, мм: 70;

   ▬ средняя плотность  зерен, кг/м3: 2500;

   ▬ насыпная плотность,  кг/м3: 1430;

   ▬ влажность, %: 1.

● Химическая добавка: ХЛОРИД КАЛЬЦИЯ, 2 %.

● Объем замеса бетоносмесителя, м3: 2,0.

Решение:

   Расчет ориентировочного  состава бетона выполним в  следующей последовательности:

1)  Определяем В/Ц по прочности на сжатие.

     Класс бетона  по прочности на сжатие –  В30 èпредел прочности бетона:

 

     Марка цемента: 500 èRц = 50,0 МПа.

 

где А1=0,60 (по Табл. 4.37, [5])  – коэффициент, учитывающий качество материалов; Rц – активность цемента, МПа; Rб – предел прочности бетона на сжатие, МПа.

 

2)  Ориентировочно определяем расход воды по табл. 4.38 ([5] стр. 200) : В=155 кг/м3.

     Учитывая, что  модуль крупности песка Мк=2,6, что на 0,6 мм больше нормативного (Мк=2), следует уменьшить расход  воды на 6 кг/м3 èВ=149 кг/м3.

3)  Определим расход цемента Ц, кг/м3, по известному В/Ц и водопотребности бетонной смеси: Ц = В : В/Ц, где В – расход воды, кг/м3; В/Ц – отношение массы воды к массе цемента: Ц = 149 : 0,56 = 266 кг/м3.

     По Табл. 11, СНиП 5.01.23-83,  для бетона класса В30 (М400), марки по удобоукладываемости Ж1 на портландцементе марки 500, расход его не должен превышать 340 кг/м3. Данная норма выполняется.

4. Определяем расход крупного заполнителя (щебня) Щ, кг/м3, по формуле:

 

где Vпуст – пустотность щебня в рыхло-насыпном состоянии; ρн.щ. – насыпная плотность щебня, кг/м3; ρщ. – истинная плотность щебня, кг/м3; α – коэффициент раздвижки зерен щебня.

   Для жестких бетонных  смесей при расходе цемента  менее 400 кг/м3 коэффициент α  принимают 1,05 ÷ 1,15 è α = 1,1 (по Табл. 4.39, [5])  .

 

 

 

 

5. Определим расход песка, кг/м3:

 

где Ц, В, Щ – расход соответственно цемента, воды, щебня в килограммах на 1 м3 бетонной смеси; ρц, ρв, ρщ, ρп – истинные плотности материалов, кг/м3.

 

 

6.    В результате проведенных расчетов получим следующий ориентировочный номинальный состав бетона, кг/м3:

● Цемент………266

● Вода………….149

● Песок………...556

● Щебень……..1372