Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»




НазваниеМетодические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
страница1/3
Дата публикации27.08.2013
Размер0.5 Mb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Право > Методические указания
  1   2   3


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ

ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«сЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ государственный технический

университет»


Методические указания


по выполнению РГР по дисциплине

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов»

для студентов специальностей:

270102 «Промышленное и гражданское строительство»

270105.62 «Городское строительство и хозяйство»

270109.62 «Теплогазоснабжение и вентиляция»

270115 «Экспертиза и управление недвижимостью»

Направления 270100.62 «Строительство»
^

(часть 1)



Ставрополь, 2012


Методические указания составлены в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальностям 270102 «Промышленное и гражданское строительство», 270105.62 «Городское строительство и хозяйство», 270109.62 «Теплогазоснабжение и вентиляция», 270115 «Экспертиза и управление недвижимостью», направления 270100.62 «Строительство» и программами дисциплины.

В методических указаниях к РГР на тему «Основные строительные материалы. Свойства, методы расчета составов» приводится методика определения прочностных и физико-технологических свойств природных и искусственных строительных материалов, методы подбора составов штукатурных и декоративных растворов, бетонов, применяемых при возведении зданий и сооружений, текущем и капитальном ремонтах.

Составитель: Данильян Е. А. канд. техн. наук, доцент;

Рожков П. В., канд. техн. наук, доцент.
Рецензент: Скориков С. В. канд. техн. наук, доцент.

1 Введение

Знание основных свойств строительных материалов, умение правильно проводить подбор составов композиционных строительных материалов являются одними из основных структурных составляющих, создающими необходимую базу для изучения других: технология строительного производства, организация и управление строительством, железобетонные и каменные конструкции, металлические конструкции, включая сварку, обследование и испытание зданий и сооружений, покрытия и кровли и др. Поэтому роль и значение строительных материалов в методических указания по выполнению РГР рассматриваются в неразрывной связи с их работой и поведением в изделиях и конструкциях зданий и сооружений.

Учет взаимосвязи «материал – конструкция» представляет основу для оптимизации структуры и свойств материала, раскрывает его дополнительные резервы, повышает надежность и экономичность изделий и конструкций.

Задача данных методических указаний – научить студентов определять основные физические и механические свойства строительных материалов, пользуясь знаниями, полученными в процессе изучения дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов», производить подборы составов композиционных строительных материалов.

^ 2 Содержание РГР по темам программы дисциплины

РГР выполняется по следующим темам программы дисциплины:

1. Основы строительного материаловедения. Связь строения, состава и свойств строительных материалов.

2. Природные каменные материалы.

3. Керамические материалы.

4. Вяжущие вещества.

5. Искусственные строительные конгломераты.

3 Формулировка задания и его объем

Работа включает пять заданий по следующим темам:

1. Определение физических свойств строительных материалов.

2. Определение механических свойств строительных материалов.

3. Определение физико-механических свойств древесины.

4. Подбор составов строительных растворов.

5. Теоретическая характеристика материалов, применяемых при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений.

РГР оформляется на листах форматом А 4. Объем работы составляет 20 – 25 страниц машинно-печатного текста.

^ 4 Порядок выбора темы и освещение проблемы

РГР выполняется на тему: «Основные строительные материалы. Свойства, методы расчета составов».

Варианты заданий приведены в приложении А. Вариант присваивается студенту в соответствии с порядковым номером в списке группы, утвержденном деканатом.

При выполнении первого задания необходимо привести теоретические сведения, освещающие структурные и параметрические характеристики строительных материалов, влияние макро- и микроструктуры, химического состава на физические свойства материалов, применяемых в строительных конструкциях.

При выполнении второго задания необходимо дать определение механических свойств строительных материалов, привести методику определения механических свойств в лабораторных условиях, описать необходимое оборудование, охарактеризовать влияние макро- и микроструктуры, внутреннего строения материала на его поведение в строительных конструкциях, подвергающимся механическим нагрузкам.

При выполнении третьего задания необходимо описать строение древесины, достоинства и недостатки древесины, как строительного материала, влияние анизотропии строения и пороков древесины на физические и механические свойства строительных материалов и изделий из древесины.

При выполнении четвертого задания привести теоретические сведения, включающие определение строительных растворов, их классификацию, характеристики заполнителей и вяжущих веществ.

Пятое задание выполняется в теоретической форме по следующим разделам: определение материала, область применения в строительстве, классификация, технология изготовления.

^ 5 Структура РГР, общие требования

к ее написанию

Структурно РГР должна быть выполнена в следующем порядке:

– тема РГР;

– вариант и содержание задания;

– методика выполнения;

– литература.

Текст должен быть подготовлен в текстовом редакторе MS Word for Windows.

Текст должен иметь следующие параметры:

– формат бумаги А4 (210×297 мм), бумага белая;

– поля: верхнее до нумерации стр. – 20 мм, нижнее и левое – 30 мм, правое – 15 мм;

– межстрочное расстояние – полуторное (т. е. на одной странице должно быть не более 29 строк и 60±2 знака в одной строке, учитывая пробелы);

– шрифт Times New Roman Cyr (Arial Cyr);

– размер шрифта 14 пунктов;

– красная строка – 1,25 см;

– формулы выравниваются по центру, их нумерация по правому краю в круглых скобках;

– рисунки нумеруются снизу (Рисунок 1 – Название), таблицы – сверху (таблица 1 – Название);

– страницы нумеруются сверху, по центру.

^ 6 Рекомендации по организации выполнения

РГР, примерный календарный план

выполнения

6. 1 Определение физических свойств строительных материалов

Физические свойства материала характеризуют его поведение под воздействием физических факторов, моделирующих воздействие внешней среды и условия работы материала (действие воды, высоких и низких температур и т. п.). К физическим свойствам относятся плотность, пористость, влажность, водопоглощение, морозостойкость.

В зависимости от того, берется ли в расчет объем только самого вещества, из которого состоит материал, или весь объем материала с порами и пустотами, различают истинную и среднюю плотность.

Истинная плотность ρ (кг/м3) — масса единицы объема материала, когда в расчет берется только объем твердого вещества V(м3):

. (1)

Таким образом, истинная плотность характеризует не материал, а вещество, из которого состоит материал, – это физическая константа вещества.

У каменных материалов как природных (песок, гранит, известняк), так и искусственных (кирпич, бетон, стекло), состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность колеблется в пределах 2500 – 3000 кг/м3.

Истинная плотность органических материалов, состоящих в основном из углерода, водорода и кислорода (битум, полимеры, масла), составляет 800 – 1200 кг/м3. Относительно высокая истинная плотность у древесины – около 1500 кг/м3.

Средняя плотность материала ρm (кг/м3) – физическая величина, определяемая отношением массы m (кг) материала ко всему занимаемому им объему Vест3), включая имеющиеся в нем поры и пустоты:
. (2)

Следовательно, плотность материала меняется в зависимости от его структуры. Поэтому искусственные материалы (бетоны, керамику и т. п.) можно получать с заданной (требуемой) плотностью. Например, меняя пористость бетона, можно получить как тяжелый бетон плотностью до 2500 кг/м3, так и особо легкий – плотностью менее 500 кг/м3.

Пористость – степень заполнения объема материала порами, %:

. (3)

Обычно пористость рассчитывают исходя из средней и истинной плотности материала:

. (4)

Влажность – содержание влаги в материале в данный момент, отнесенное к единице массы материала в сухом состоянии. Влажность Wm (%) определяют по формуле

, (5)

где – масса материала в естественно влажном состоянии, г;

– масса материала, высушенного до постоянной массы, г.

Водопоглощение — способность материала поглощать влагу и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение характеризуется максимальным количеством воды, поглощаемым образом материала при выдерживании его в воде, отнесенным к массе сухого образца (водопоглощение по массе ) или к его объему (объемное водопоглощение).

Водопоглощение и (%) определяют по формулам:

; (6)

, (7)

где масса материала в насыщенном водой состоянии, г;

– масса сухого материала, г;

– объем материала в сухом состоянии, см3;

6. 2 Определение механических свойств строительных материалов

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться действию внешних сил или иных факторов (например, температурных), вызывающих в нем внутренние напряжения сжатия, растяжения или сдвига. Основные механические свойства строительных материалов: прочность, твердость, износостойкость, деформативность (упругость, пластичность).

Прочность — свойство материала в определенных условиях в пределах воспринимать нагрузки или другие воздействия, вызывающие в нем внутренние напряжения, без разрушения.

Для определения значения напряжений (МПа), т. е. внутренних сил, приходящихся на единицу площади поперечного сечения материала, возникающих в материале при приложении к нему внешней силы Р (кН), мысленно делают поперечный разрез образца (а – а). Чтобы образовавшиеся половинки образца (I и II) остались в равновесии, внешней силе F'должна противодействовать равная ей внутренняя сила σА, где А2) – площадь поперечного сечения образца материала, откуда

. (8)

Для твердых и упругих тел с увеличением напряжений пропорционально возрастают его относительные деформации ε:

, (9)

где Е – модуль упругости, МПа, характеризующий жесткость материала.

Чем выше модуль упругости, тем меньше материал деформируется. Так, модуль упругости каучука 10...20 МПа, а стали – 200 000 МПа, это значит, что под действием одной и той же силы деформация стали будет в 10 000 раз меньше, чем каучука при прочих равных условиях.

Модуль упругости для каждого образца подсчитывают по данным шести замеров по формуле:

, (10)

где Р – приращение нагрузки, кг;

l база тензометра, см;

l – среднее арифметическое приращение деформаций, см;

F площадь поперечного образца, см.

Предел прочности при сжатии определяется по формуле:

, (11)

где А — площадь поперечного сечения образца, м2.

Предел прочности при одноосном изгибе определяется по формуле:

, (12)

где ^ Р – разрушающая нагрузка, кг;

l расстояние между опорами, см;

в, h – толщина и ширина образцов, см.

За конечный результат принимается среднее значение из результатов испытания 3-х образцов.

Предел прочности при двухосном изгибе определяется по формуле:

(13)

6. 3 Определение физико-механических свойств древесины

6. 3. 1 Определение условного предела прочности при сжатии

поперек волокон

Нагрузку Р, соответствующую условному пределу прочности, определяют по диаграмме сжатия (рисунок 1) поперек волокон как ординату точки, в которой отступление от линейной зависимости между нагрузкой и деформацией достигает такой величины, что тангенс угла, образованного осью нагрузок и касательной к графику , увеличивается на 50% своего значения, соответствующего прямолинейному участку графика.


Деформация, мм


Рисунок 1 – Диаграмма сжатия древесины поперек волокон

Условный предел прочности образца с влажностью W в момент испытания вычисляют с округлением до 0,1 МПа по формуле:

, (14)

где P – нагрузка, соответствующая условному пределу прочности, Н;

b и l – ширина и длина образца, мм.

Условный предел прочности образца с нормализованной влажностью пересчитывают к влажности 12% с округлением до 0,1 МПа по формуле

, (15)

где – условный предел прочности образца с влажностью W в момент испытания, МПа;

– поправочный коэффициент, равный 0,035;

W – влажность образца в момент испытания, %.

Условный предел прочности образца с влажностью, равной или больше предела гигроскопичности, пересчитывают к влажности 12% с округлением до 0,1 МПа по формуле:

, (16)

где – условный предел прочности образца с влажностью ^ W в момент испытания, МПа;

К12 – пересчетный коэффициент при влажности 30%, равный: 1,67 – для лиственных пород при обоих направлениях сжатия и для хвойных пород при радиальном сжатии; 2,45 – для хвойных пород при тангентальном сжатии.

6. 3. 2 Определение усушки

Максимальную усушку β в процентах вычисляют по формулам:

– для радиального направления:

, (17)

– для тангентального направления:

, (18)

– для направления вдоль волокон:

, (19)

– по объему:

, (20)

где , , – размеры образца при влажности, равной или выше предела насыщения клеточных стенок в направлениях соответственно радиальном, тангентальном и вдоль волокон, мм;

, , – размеры образца в абсолютно сухом состоянии в направлениях соответственно радиальном, тангентальном и вдоль волокон, мм.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Усушку при уменьшении влажности до нормализованной (β) в процентах вычисляют по формулам:

– для радиального направления:

; (21)

– для тангентального направления:

, (22)

– для направления вдоль волокон:

, (23)

– по объему:

, (24)

где , , – размеры образца при нормализованной влажности в направлениях соответственно радиальном, тангентальном и вдоль волокон, мм.

Результат округляют с точностью до первого десятичного знака.

Коэффициент усушки () в процентах на 1% влажности вычисляют по формулам:

– для радиального направления:

; (25)

– для тангентального направления:

; (26)

– для направления вдоль волокон:

; (27)

– по объему:

, (28)

где – предел насыщения клеточных стенок древесины, %, принимаемый равным 30%.

Результат округляют с точностью до второго десятичного знака на 1% влажности [5].

^ 6. 4 Подбор составов строительных растворов

Состав строительного раствора подбирают по эмпирическим формулам, исходя из заданной его марки и подвижности смеси, требуемой по условиям производства работ. При этом первоначально находят расход материалов на 1 м3 раствора.

Перед расчетом раствора состава надо испытать материалы: определить активность и среднюю насыпную плотность цемента, гранулометрический состав и модуль крупного песка, плотность неорганической добавки-пластификатора.

Состав растворной смеси рассчитывают в следующей последовательности [4].

1. Расход цемента на 1 м3 (1000 л) песка определяют по формуле

, (29)

где Rp – заданная марка раствора, МПа (кгс/см2);

Rц – активность цемента, МПа (кгс/см2);

k – коэффициент, равный 1 при использовании портландцемента и 0,88 – при использовании пуццоланового или щлакопортландцемента.

Расход цемента в сложных растворах (цементно-известковых, цементно-глиняных), определенный при расчете и подборе состава, надо брать по возможности наименьшим, но не менее приведенного в таблице 2.

2. Количество добавки глиняного или известкового теста вычисляют по формуле

Д = 170 (1- 0,002 Qц). (30)

Формула (29) приведена для глиняного теста, характеризуемого глубиной погружения в него конуса СтройЦНИЛ на 13 – 14 см.

Если в качестве добавки используют глиняный порошок, его дозируют так: из тощей глины – в таком же количестве, как тесто; из глины средней жирности – дозировка уменьшается до 15 %; из жирной глины – дозировка уменьшается до 25 %.

Принятое в расчете известковое тесто из извести II сорта (средняя плотность 1400 кг/м3) содержит 50 % воды.

При большей или меньшей средней плотности дозировку известкового теста следует изменить так, чтобы количество извести в растворе было таким же, как и при использовании известкового теста стандартного состава (ρ0=1400 кг/м3).

Если применять известь I сорта, количество ее надо уменьшать на 10 %.

Если в качестве добавки применяют молотую негашеную известь, ее дозировку по сравнению с тестом уменьшают: для I сорта – на 35 %, для II сорта – на 25 %, для III сорта – на 15 %.

На практике часто используют известковое молоко, которое легко перекачивается насосами. Дозировка его назначается из расчета содержания в известковом молоке (средняя плотность 1200 кг/м3) 25 % извести [3].

3. Расход воды приближенно определяют по формуле

, (31)

где ρод – средняя плотность неорганической добавки, кг/л.

Фактический расход воды уточняется методом последовательных приближений на пробных замесах до получения требуемой подвижности растворной смеси.

Подвижность строительных растворов, определяемая осадкой конуса СтройЦНИЛ, см
  1   2   3

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconТехнология конструкционных материалов раздел «Сварочное производство» О
Методические указания предназначены для студентов первого, второго и третьего курсов очной и заочной форм обучения, изучающих дисциплины...

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания к лабораторному практикуму по дисциплине: «Материаловедение....
Методические указания к лабораторному практикуму для всех специальностей по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных...

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания к лабораторному практикуму по дисциплине: «Материаловедение....
Методические указания к лабораторному практикуму для всех специальностей по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных...

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconВопросы к экзамену по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconТехнология конструкционных материалов, технологические процессы в машиностроении
Методические указания и задания к выполнению курсовой работы по разделам «Литейное производство» и «Обработка металлов давлением»...

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconЛабораторная работа № Методология исследования
«Материаловедение и технология конструкционных материалов» для студентов химических и технологических специальностей

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания по выполнению контрольной работы 2 по дисциплине «Английский язык»
«Химическая технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники»

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания по выполнению практических работ по учебной дисциплины
Методические указания по выполнению практических работ по учебной дисциплине "Современные функциональные материалы" для студентов...

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания и задания к выполнению
Сопротивление материалов: Методические указания к выполнению расчетно–проектировочной работы.– Вологда: Вогту, 2012.– с

Методические указания по выполнению ргр по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодические указания к выполнению лабораторной работы по курсам...
Все права на размножение и распространение в любой форме остаются за разработчиком

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов