Привести примеры численных значений плотности основных видов строительных материалов

Вопросы для подготовки к экзаменам

Тема: Свойства строительных материалов

1. Физические свойства строительных материалов (параметры структуры, плотность, пористость, пустотность) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

2. Привести примеры численных значений плотности основных видов строительных материалов.

3. Гидрофизические свойства строительных материалов (водопоглощение, влажность, Кнас., Кразм., гигроскопичность, влагоотдача, морозостойкость, водопроницаемость) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

4. Теплофизические свойства строительных материалов (теплопроводность, термическое сопротивление, теплоемкость, термическая стойкость, огнестойкость, огнеупорность) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

5. Механические свойства строительных материалов (прочность, упругость, пластичность, Ккк, твердость, истираемость, хрупкость) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

6. Способы контроля прочности строительных материалов (разрушающие и неразрушающие). Методика испытания.

7. Привести примеры численных значений прочности основных видов строительных материалов.

Тема: Горные породы

8. Генетическая классификация горных пород (условия образования, общая характеристика и примеры).

9. Породообразующие минералы (определение, классификация, характеристики, примеры).

10. Изверженные глубинные горные породы (условия образования, характеристики, применение, примеры).

11. Изверженные излившиеся горные породы (условия образования, характеристики, применение, примеры).

12. Изверженные обломочные горные породы (происхождение, характеристики, применение, примеры).

13. Осадочные горные породы химического происхождения (образование, состав, характеристики, применение, примеры).

14. Осадочные горные породы органогенного происхождения (образование, состав, характеристики, применение, примеры).

15. Осадочные горные породы механического (обломочного) происхождения (образование, состав, характеристики, примеры).

16. Метаморфические горные породы (условия образования, состав, характеристики, примеры).

17. Материалы и изделия из природного камня (перечень продукции, характеристика, примеры).

18. Защита от коррозии природных каменных материалов и изделий в конструкциях и сооружениях (причины коррозии и способы защиты).

19. Перлит и вермикулит (состав, свойства, переработка и применение).

20. Горные породы, используемые в производстве вяжущих веществ (состав и переработка).

Тема: Керамика

21. Сырье для производства керамических изделий (разновидности и технологические характеристики).

22. Добавки в глины при производстве керамических изделий (разновидности и назначение).

23. Глазури и ангобы (разновидности, составы и назначение).

24. Кирпич и камни керамические (сырье, способы производства, свойства и применение).

25. Марки кирпича и камней керамических и методика их определения.

26. Свойства кирпича и камней керамических (внешние показатели, плотность, водопоглощение, морозостойкость и прочность).

27. Требования к показателям внешнего вида кирпича и камней керамических.

28. Керамзит (сырье, технология получения, свойства и назначение).

29. Аглопорит (сырье, технология получения, свойства и назначение).

30. Керамические изделия (для внутренней и внешней облицовки, для покрытия пола и кровли, трубы, санитарно-технические и др. – разновидности, сырье, получение, основные характеристики и назначение).

Тема: Минеральные расплавы (стекло)

31. Сырье для производства стекла (характеристика и назначение составляющих).

32. Производство листового стекла.

33. Листовые светопрозрачные и светорассеивающие стекла (оконное, витринное, узорчатое, армированное) – получение, характеристики и назначение.

34. Закаленное и ламинированное стекло (получение, характеристики и назначение).

35. Солнцезащитное, теплопоглощающее, теплоотражающее и другие стекла (получение, характеристики и назначение).

36. Светопрозрачные изделия и конструкции (блоки, стеклопрофилит, стеклопакеты, дверные полотна и т.п.) – получение, характеристики и назначение.

37. Отделочное стекло (цветное, зеркала, смальта, витражи, коврово-мозаичная плитка и т.п.) – получение, характеристики и назначение.

38. Пеностекло – получение, характеристики и назначение.

39. Стеклокристаллические изделия – получение, характеристики и назначение.

Тема: Минеральные вяжущие вещества

40. Минеральные вяжущие вещества (определение и классификация).

41. Воздушные вяжущие вещества (определение, разновидности, сырье, получение).

42. Магнезиальные вяжущие вещества (сырье, получение, характеристики и назначение).

43. Жидкое (растворимое) стекло – получение, характеристики и назначение.

44. Кислотоупорный цемент (получение, характеристики и назначение).

45. Гипсовые вяжущие вещества (сырье, получение, разновидности, характеристики и назначение).

46. Основные свойства гипсовых вяжущих и методика их определения.

47. Маркировка гипсовых вяжущих.

48. Воздушная известь (сырье, получение, разновидности, характеристики и применение).

49. Гашение воздушной извести, продукты гашения (формулы, характеристики).

50. Свойства воздушной извести и методика их определения.

51. Гидравлические вяжущие вещества (определение, разновидности, сырье, получение).

52. Гидравлическая известь (сырье, получение, характеристики и назначение).

53. Портландцемент (сырье и производство).

54. Основные клинкерные минералы (образование, формулы и характеристики).

55. Основные свойства портландцемента и методика их определения.

56. Активность, марки и классы портландцемента. Методика их определения.

57. Водопотребность, сроки схватывания и равномерность изменения объема портландцемента. Методика их определения.

58. Теория твердения портландцемента.

59. Твердение портландцемента во времени.

60. Коррозия цементного камня первого вида (причины и меры защиты).

61. Коррозия цементного камня второго вида (причины и меры защиты).

62. Коррозия цементного камня третьего вида (причины и меры защиты).

63. Классификация цементов.

64. Разновидности цементов (БТЦ, ОБТЦ, СБТЦ) – состав, основные характеристики и применение.

65. Пластифицированный и гидрофобный портландцементы (получение, основные характеристики и применение).

66. Активные минеральные добавки в цементы (состав и назначение).

67. Пуццолановый и шлакопортландцементы (получение, основные характеристики и применение).

68. Сульфатостойкие портландцементы (получение, основные характеристики и применение).

69. Глиноземистый, безусадочный, расширяющиеся и напрягающий цементы (получение, основные характеристики и применение).

70. Белый и цветные портландцементы (получение, основные характеристики и применение).

71. Хранение и транспортирование портландцемента.

72. Положительные и отрицательные свойства древесины как строительного материала.

Тема: Древесина

73. Характеристика основных пород древесины, применяемых в строительстве.

74. Микроструктура древесины.

75. Макроструктура древесины.

76. Физические свойства древесины (плотность, пористость, влажность, усушка, разбухание, коробление, теплопроводность) – определение и взаимосвязь с другими свойствами.

77. Прочность и твердость древесины.

78. Пороки древесины (сучки и трещины) – виды, определение и влияние на качество пиломатериалов.

79. Пороки формы ствола дерева (сбежистость, закомелистость, кривизна и нарост) – определение и влияние на качество пиломатериалов.

80. Пороки строения древесины (косослой, свилеватость, завиток, крень, двойная сердцевина) – определение и влияние на качество пиломатериалов.

81. Круглые лесоматериалы (перечень, основные характеристики и назначение).

82. Пиломатериалы (пластины, четвертины, брусья, бруски, доски) – определение, характеристики и применение.

83. Паркетные изделия (штучный, мозаичный, щитовой и ламинированный паркет, паркетные доски) – получение и основные характеристики.

84. Шпон и фанера (разновидности, получение, характеристики и применение).

85. ДСП, ДВП, МДФ (получение, основные характеристики и применение).

86. Арболит и фибролит (получение, основные характеристики и применение).

87. Защита древесины от разрушения (причины, вызывающие разрушение, и способы защиты).

88. Антисептики и антипирены (определение, разновидности и составы).

 

Вопросы для подготовки к экзаменам

Тема: Свойства строительных материалов

1. Физические свойства строительных материалов (параметры структуры, плотность, пористость, пустотность) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

Привести примеры численных значений плотности основных видов строительных материалов.

Истинная плотность - отношение массы к объему материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот. р_и=m/V_a (кг/м3, г/см3)

Зачастую истинную плотность материала относят к истинной плотности воды при 4о С, которая равна 1г/см3, тогда определяемая истинная плотность становится как бы безразмерной величиной.

Однако большинство материалов имеют поры, поэтому у них средняя плотность всегда ниже истинной плотности:

Материал Плотность, кг/м3

истинная средняя

Сталь 7850-7900 7800-7850

Гранит 2700-2800 2600-2700

Известняк (плотный) 2400-2600 1800-2400

Песок 2500-2600 1450-1700

Цемент 3000-3100 900-1300

Керамический кирпич 2600-2700 1600-1900

Бетон тяжелый 2600-2900 1800-2500

Сосна 1500-1550 450-600

Пенопласты 1000-1200 20-100

Лишь у плотных материалов (стали, стекла, битума и некоторых других) истинная и средняя плотности равны, т.к. объем внутренних пор у них весьма мал.

Средняя плотность - это физическая величина, определяемая отношением массы образца материала ко всему, занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты. Среднюю плотность Рср (кг/м3, г/см3) вычисляют по формуле: р_ср = m / V_е,

Средняя плотность не является величиной постоянной - она изменяется в зависимости от пористости материала. Например, искусственные материалы можно получит с различной пористостью (тяжелый бетон имеет плотность до 2900 кг/м3, а легкий - до 1800 кг/м3). На плотность оказывает влияние влажность материала.

Для сыпучих материалов важной характеристикой является насыпная плотность - сюда включается не только пористость самого материала, но и пустоты между зернами или кусками материала. р_н = m / V_н

Пористость материала - это степень заполнения его порами. Пористость дополняет плотность до 1 или до 100%. П=(1-р_с/р_и)*100, %

Пористость различных материалов:

• стекло, металл 0%;

• тяжелый бетон 5 - 10%;

• кирпич 25 - 35%;

• газобетон 55 - 85%;

• пенопласт 95%,

На свойства материала оказывают влияние также величина пор и их характер (мелкие или крупные, замкнутые или сообщающиеся).

Плотность и пористость прямо влияют на такие характеристики материалов как водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.

3. Гидрофизические свойства строительных материалов (водопоглощение, влажность, Кнас., Кразм., гигроскопичность, влагоотдача, морозостойкость, водопроницаемость) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

Водопоглощение - способность материала впитывать воду и удерживать ее. Величина водопоглощения определяется разностью массы образца в насыщенном водой и в абсолютно сухом состоянии. Различают объемное водопоглощение W_о=(V_в.н/V_е)*100,%, когда разность относят к объему образца и массовое водопоглощение W_м=(m_в.н/m_е)*100 - при отнесении разности к массе сухого образца. Массовое водопоглощение для некоторых материалов:

• гранит 0,5 - 0,8%

• тяжелый бетон 2 - 3%

• керамический кирпич 8 - 20%

• пористые теплоизоляционные материалы, например, торфоплиты >100%.

Насыщение материалов водой отрицательно влияет на их основные свойства: увеличивает плотность и теплопроводность, снижает прочность.

Влажность, W=(m_в/m),% - содержание влаги, отнесенное к массе материала в сухом состоянии. Влажность материала зависит как от свойств впитывать влагу самого материала, так и от среды, в которой находится материал.

Водостойкость – свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости служит коэф. размягчения – отношение прочночти при сжатии материала, насыщенного водой, Rв к прочности при сжатии сухого материала Rc: Кразм=Rв/Rс. Материалы, у которого коэф. разм. Больше 0,75, называют водостойкими.

Гигроскопичность - свойство материалов поглощать определенное количество воды при повышении влажности окружающего воздуха. Это свойство характерно, например, для древесины - чтобы избежать этого, применяют защитные покрытия.

Влагоотдача - свойство материала отдавать влагу окружающей атмосфере. Определяется по количеству воды (в процентах по массе или объему стандартного образца), теряемой материалом в сутки при влажности окружающего воздуха 60% и температуре 200 С. Вода испаряется до тех пор, пока не установится равновесие между влажностью материала и влажностью окружающего воздуха.

Водопроницаемость - свойство материала пропускать воду под давлением. Характеризуется количеством воды, прошедшей в 1 час через 1 см2 площади испытуемого материала при постоянном давлении. Водонепроницаемыми являются особо плотные материалы (сталь, стекло, битум) и плотные материалы с замкнутыми порами (например, бетон специально подобранного состава).

Морозостойкость - свойство насыщенного водой материала выдерживать многократное попеременное замораживание и оттаивание без признаков разрушения и значительного снижения прочности.

Вода, замерзая, увеличивается в объеме на 9%, при этом, если она заполнила полностью поры - лед разрушит стенки пор, но обычно поры заполняются не полностью, поэтому разрушение может произойти при многократном замораживании и размораживании.

Плотные материалы, не имеющие пор, или материалы с незначительной открытой пористостью, водопоглощение которых не превышает 0,5%, обладают высокой морозостойкостью. Морозостойкость имеет большое значение для стеновых, фундаментных и кровельных материалов, систематически подвергающихся попеременному замораживанию и оттаиванию.

Материалы на морозостойкость испытывают в морозильных камерах. Насыщенные водой образцы охлаждают до температуры - 15-170С и, после чего, их оттаивают при температуре +200 С. Материал считается морозостойким если после заданного числа циклов потеря в массе образцов в результате выкрашивания и расслоения не превышает 5%, а прочность снижается не более чем на 25%. По числу выдерживаемых циклов замораживания и оттаивания (степени морозостойкости) материалы подразделяют на марки Ммрз 10, 15,25, 35, 50, 100, 150, 200 и более.

Если образцы в процессе испытаний не имеют следов разрушения, то степень морозостойкости устанавливается определением коэффициента морозостойкости: Кмрз = Rмрз / Rнас,

где Rмрз - предел прочности при сжатии материала после испытания на морозостойкость, МПа; Rнас - предел прочности при сжатии насыщенного водой материала, МПа. Для морозостойких материалов Кмрз должен быть не менее 0,75.

 

4. Теплофизические свойства строительных материалов (теплопроводность, термическое сопротивление, теплоемкость, термическая стойкость, огнестойкость, огнеупорность) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.

 

Теплопроводность - свойство материала передавать через толщу теплоту при наличии разности температур на поверхностях, ограничивающих материал. Теплопроводность материала оценивается количеством теплоты, проходящей через стену из испытываемого материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 за 1 час при разности температур противоположных поверхностей стены 1⁰С. Теплопроводность измеряется в Вт/(м•⁰С).

Теплопроводность материала зависит от многих факторов: природы материала, его строения, пористости, влажности, от средней температуры, при которой происходит передача теплоты. Коэф. теплопроводности для воздуха: 0,023; для воды: 0,59; для льда: 2,3; для керамического кирпича: 0,82

Мелкопористые материалы менее теплопроводны, чем крупнопористые, даже если их пористость одинакова. Материалы с замкнутыми порами имеют меньшую теплопроводность, чем материалы с сообщающимися порами.

На теплопроводность материала значительное влияние оказывает его влажность: влажные материалы более теплопроводны, чем сухие, так как теплопроводность воды в 25 раз больше теплопроводности воздуха.

При повышении температуры теплопроводность увеличивается.

Теплоемкость - свойство материала поглощать при нагревании определенное количество теплоты и выделять ее при охлаждении. Показателем теплоемкости служит удельная теплоемкость, равная количеству теплоты (Дж), необходимому для нагревания 1 кг материала на 1⁰С.

Удельная теплоемкость, Дж/(кг•⁰С):

• искусственные каменные материалы 0,75 - 0,92;

• древесина 2,4 - 2,7;

• сталь 0,48;

• вода 4,187.

Теплоемкость учитывается при расчетах теплоустойчивости стен и перекрытий отапливаемых зданий, а также при расчете печей.

Огнестойкость - способность материала противостоять действию высоких температур и воды в условиях пожара. По степени огнестойкости материалы делят на: несгораемые, трудно сгораемые и сгораемые.

Несгораемые материалы под действием огня или высокой температуры не воспламеняются, не тлеют и не обугливаются (сталь, бетон, кирпич).

Трудно сгораемые материалы под действием огня с трудом воспламеняются, тлеют или обугливаются, но после удаления источника огня их горение и тление прекращаются (древесно-цементный материал фибролит, асфальтовый бетон, некоторые виды полимерных материалов).

Сгораемые материалы под воздействием огня или высокой температуры воспламеняются и продолжают гореть после удаления источника огня (дерево, войлок, толь, рубероид).

Огнеупорность - свойство материала выдерживать длительное воздействие высокой температуры, не расплавляясь и не деформируясь. По степени огнеупорности материалы делят на огнеупорные (длительное время выдерживают температуру свыше 1580⁰С), тугоплавкие (1350 - 1580⁰С) и легкоплавкие, размягчающиеся при температуре ниже 1350⁰С (к ним относят и обыкновенный глиняный кирпич).

 

5. Механические свойства строительных материалов (прочность, упругость, пластичность, Ккк, твердость, истираемость, хрупкость) – определение, формулы, единицы измерения, взаимосвязь с другими свойствами, примеры численных значений.