Білет 17

1. Природними кам'яними матеріалами називають матеріали і вироби, які одер­жують механічною обробкою (подрібненням, розколюванням, розпилюванням тощо) гірських порід, не змінюючи їхньої природної структури та властивостей. Серед будівельних матеріалів природні кам'яні матеріали займають одне з основ­них місць. Загальна частка затрат у будівництві на ці матеріали перевищує 20%.

В усьому світі розширюються галузі застосування природного каменю і, на думку спеціалістів, достойної заміни цьому матеріалу поки що не передбачається.

Гірські породи - це природні мінеральні утворення, які сформувались внас­лідок геологічних процесів у земній корі, відрізняються ступенем щільності, скла­даються з одного або кількох мінералів, характеризуються відносно сталим міне­ралогічним складом, певними будовою та властивостями і мають досить великі площі залягання. Залежно від кількості породотвірних мінералів гірські породи поділяють на мономінеральні, що складаються лише з одного мінералу, та полімінеральні - з двох або більше мінералів. Більшість гірських порід є полімінеральними.

Природні мінерали — це новоутворення, що відрізняються постійними хіміч­ним складом, структурою й властивостями та беруть участь у формуванні гірських порід.

У будівництві природні кам'яні матеріали застосовують з глибокої давнини, про що свідчать пам'ятки архітектури багатьох країн світу, у тому числі і нашої країни. І в наш час практично всі монументальні споруди виконуються з вико­ристанням природного каменю, що обумовлено його високою довговічністю і де­коративністю.

Залежно від виду обробки природні кам'яні матеріали бувають подрібнені (щебінь, висівки), колоті (бутовий камінь, шашка), пиляні (блоки, плити) та штучні вироби різного ступеня обробки.

У сучасному будівництві визначилися такі основні напрями використання згаданих матеріалів:

• штучне каміння та вироби для зведення стін будівель, улаштування під­лог, сходів тощо;

• облицювальні (декоративні) вироби - плити, каміння, профільовані вироби;

• каміння та вироби для дорожнього будівництва - брущатка, шашка для брукування, плити, бордюрний камінь;

• каміння та вироби різних типів для гідротехнічних та інших споруд;

• нерудні матеріали - бутовий камінь, заповнювачі для бетону (щебінь, гравій, пісок).

Гірські породи широко застосовують не лише для виготовлення кам'яних матеріалів, а й як сировину для одержання мінеральних в'яжучих речовин, керамічних, скляних та інших виробів. При цьому під дією спеціальних технологічних процесів (випалювання, спікання, плавлення тощо) принципово змінюються будова та властивості вихідних порід.

 

 

2. Будівельний розчин — це штучний камінь, отриманий при твердінні раціо­нально підібраної і ретельно перемішаної суміші, що складається з мінеральної в'яжучої речовини, дрібного заповнювача (піску), води та добавок. До затвердін­ня суміш цих компонентів називають розчиновою сумішшю. Будівельними роз­чинами нового покоління є матеріали, отримані на основі сухих будівельних су­мішей - порошкоподібних композицій, що виготовлені у виробничих умовах і складаються з мінеральної (або полімерної) в'яжучої речовини, мікронаповнюва-чів, заповнювачів та добавок. Оцінка властивостей отриманого штучного каменю на основі затверділого будівельного розчину здійснюється за такими показниками: середня густина, міц­ність при стиску, розтяг при розколюванні, розтяг при згині, усадка, середня гус­тина, вологість, водопоглинання та морозостійкість. Обов'язковим для усіх видів розчинів є визначення міцності при стиску, інші властивості визначають у випад­ках, які передбачені проектом.

За середньою густиною будівельні розчини при природній вологості поді­ляють на важкі (середня густина від 1500 кг/м³) та легкі (середня густина менше 1500 кг/м³). Відхилення середньої густини будівельного розчину допускається не більше 10% від проектного значення.

Міцність при стиску будівельного розчину визначають у термін, встанов­лений стандартом на даний вид розчину. Встановлені такі марки: М4, М10, М25, М50, М75, М150, М200 .

Для розчинів, що піддаються навперемінному заморожуванню та відтаван­ню у зволоженому стані в конструкціях будівель і споруд, існує поділ на марки за морозостійкістю: Р10, Р15, Р25, Р35, Р50, Р75.

Враховуючи умови експлуатації будівельних розчинів, додатково можуть бу­ти визначені міцність на осьовий розтяг, на розтяг при розколюванні, міцність при згині, при зрізі, міцність зчеплення з основою, показники деформативності, вологість, водопоглинання, коефіцієнт фільтрації, водонепроникність, порис­тість, теплопровідність, теплоємність, гранично допустима температура застосу­вання, корозійна стійкість, естетичні показники, кольоростійкість, наявність ви-солів, показник рівня радіаційного захисту, показники екологічної та радіаційної чистоти.

Будівельні розчини використовують для з'єднання окремих будівельних еле­ментів (кладка), додаткового захисту конструкцій від атмосферних та інших впливів, створення рівної поверхні та оздоблення. До цієї групи будівельних матеріалів ставлять деякі спеціальні вимоги: відсутність розшарування; добра пластичність та легкоукладальність розчинової суміші для отримання добре заповнених швів і якісної штукатурки; висока адгезія до основ; достатня міцність для забезпечення несучої здатності кладки, а також стійкість проти атмосферних впливів та механічних навантажень; еластичність для забезпечення релаксації напружень без тріщиноутворення; відповідна пористість (для дифузії водяної пари, а також для створення ефекту ізоляції), наприклад, штукатурка в житлових приміщеннях повинна забезпечувати вологоповітряний обмін із зовнішньою атмосферою.

Будівельні розчини:

1. Розчини для кам”яних кладок та монтажу (цементні, цементно-вапняні, вапняні, легкі)

2. Монтажні розчини (опоряджувальні, суха штукатурка, зовнішня штукатурка, внутрішня штукатурка, декоративна кам”яна штукатурка, теразитові штукатурки)

3. Спеціальні розчини (для заповнення швів, ін”єкційні, гідроізоляційні, водонепроникні, кислотостійкі, жаростійкі, вогнетривкі, акустичні)

3.Основні властивості деревини

Фізичні властивості деревини: істинна та середня густина, вологість, уси­хання, розбухання, короблення, теплопровідність, пористість та ряд інших.

Істинна густина деревини приблизно однакова для різних порід і становить 1,53...1,55 г/см³.

Середня густина деревини залежить від виду породи, вологості та пористос­ті і може бути в межах 450...900 кг/м³.

Вологість значною мірою зумовлює якість деревини. Розрізняють гігроско­пічну вологу, зв'язану в стінках клітин, та капілярну, яка заповнює міжклітинний простір. При висиханні деревина спочатку втрачає вільну (капілярну) вологу, а далі починає виділяти гігроскопічну.Вологість деревини, що дорівнює 12%, умовно вважається стандартною

Деревина, маючи волокнисту будову й високу пористість, легко поглинає водяні пари з повітря (є гігроскопічною). При тривалому перебуванні на повітрі при сталих умовах деревина набуває вологості, яку називають рівноважною. Стан деревини в момент, коли в її структурі відсутня вільна волога, називають межею гігроскопічної вологості (для різних порід вона становить 23...35% відносно маси сухої деревини).

Усихання, розбухання, короблення деревини відбуваються зі зміною вологос­ті. При висушуванні деревини до межі гігроскопічної вологості її лінійні розміри не змінюються. Зменшення лінійних розмірів та об'єму деревини при видаленні з неї гігроскопічної вологи називають усиханням.Лінійне усихання визначають упоперек волокон у двох напрямах - танген­ціальному та радіальному

Усихання щільних (важких) порід більше, ніж усихання деревини м'яких (легких) порід.

Із зволоженням сухої деревини до досягнення нею границі гігроскопічнос­ті, стінки деревних клітин потовщуються, розбухають, що призводить до збіль­шення розмірів та об'єму виробів. Цей стан називають розбуханням.

Короблення деревини виникає внаслідок неоднакового усихання в різних напрямах. Широкі дошки дужче коробляться, ніж вузькі, а тому ширина дощок, які зазнають під час експлуатації навперемінного зволоження й висушування (підлоги, зовнішня обшивка будівель), не повинна перевищувати 12 см.

Щоб запобігти коробленню й розтріскуванню дерев'яних виробів, треба зас­тосовувати деревину з такою вологістю, яка відповідала б умовам її експлуатації. У колодах тріщини усихання з'являються насамперед на торцях. Щоб зменшити розтріскування торців, їх зафарбовують сумішшю вапна та клею.

Теплопровідність деревини залежить від породи, напряму волокон та во­логості. З підвищенням вологості теплопровідність деревини зростає. Теплопровідність також вища в радіальному напрямі, ніж у тангенці­альному. Теплозахисні властивості деревини широко використовують у будів­ництві.

Електропровідність сухої деревини досить незначна, вона є добрим ізолято­ром, має питомий електричний опір 10¹³...10¹⁵ Ом-м і її відносять до полярних діелектриків.

Стійкість деревини до дії агресивних середовищ досить висока. Слаболужні розчини майже не руйнують деревини; у кислому середовищі руйнування почи­нається при рН<2. У морській воді деревина зберігається гірше ніж у прісній, наприклад, річковій або озерній.

Механічні властивості (міцність при стиску та розтягу, при згині та ско­люванні).

Міцність деревини характеризується здатністю чинити опір зовнішнім меха­нічним впливам і залежить від деревної породи, вологості, наявності вад, місця в стовбурі, де її визначають, тощо.

Механічні властивості деревини визначають на зразках стандартних розмі­рів, які не мають вад, враховуючи рівень їхньої вологості.

Міцність при стиску деревини визначають уздовж та впоперек волокон на зразках-призмах перерізом 20x20 мм і завдовжки 30 мм. Міцність деревини на стиск уздовж волокон у 4...6 разів більша за її міцність впоперек волокон. Міц­ність деревини зменшується зі збільшенням її вологості.

Міцність при розтягу деревини вздовж волокон у 2...З рази більша за міц­ність при стиску й у 20...30 разів вища за міцність при розтягу впоперек волокон. Для окремих порід границя міцності при розтягу досягає 100...200 МПа.

Міцність при розтягу деревини хвойних порід мало залежить від вологості, а для деревини листяних порід цей вплив є значнішим.

Міцність при статичному згині деревини перевищує міцність при стиску вздовж волокон, але менша за міцність при розтягу і становить для різних порід 50...100 МПа. Високі значення при статичному згині дають змогу широко засто­совувати деревину в конструкціях, які працюють на згин (балки, крокви, бруски, настили тощо).

Міцність при сколюванні деревини вздовж волокон становить у середньому 3...13 МПа. Міцність при сколюванні впоперек волокон у 3...4 рази вища за міц­ність при сколюванні вздовж волокон (табл. 10.1), але чистого зрізу практично не буває, оскільки одночасно відбувається стиск і згин волокон.

Статична твердість деревини дорівнює навантаженню, потрібному для вдавлювання в поверхню зразка половини металевої кульки на глибину 5,64 мм (площа відбитка дорівнює 1 см²).

Твердість деревини у поперечному напрямі на 15...50% вища, ніж у радіаль­ному та тангенціальному.

Вади деревини - це недоліки окремих її ділянок, які знижують якість і об­межують можливості використання. Вади деревини можуть бути пов'язані з від­хиленнями від її нормальної будови, пошкодженнями та захворюваннями.

їх поділяють на такі групи: тріщини, сучки, пошкодження комахами, гри­бами, трухлявини, дефекти форми стовбура, вади будови деревини, рани, ненор­мальні відкладення в середині деревини, хімічні забарвлення. Вплив вад на при­датність деревини для будівельних потреб залежить від їхнього місця розташуван­ня, виду, розмірів ураження, а також від призначення деревини.

Пиломатеріали, погонажні вироби, вироби для підлоги - це продукція з де­ревини, виготовлена поздовжнім розпилюванням колод на частини та поздов­жнім і поперечним розкроюванням утворених частин. її випускають у вигляді брусів, брусків, дощок, шпал, обаполів тощо.

Дошки й бруски з деревини осики та вільхи застосовують тільки в житло­вих будинках, лікарнях, дитячих садках і яслах. Дошки для підлог мають гребінь і шпунт, зміщені до нелицьової поверхні.

Паркет штучний призначений для влаштування підлог у приміщеннях жит­лових, громадських, а також допоміжних будівель промислових і сільськогоспо­дарських підприємств.

Дошки паркетні призначені для влаштування підлог у житлових будинках.

Паркетні щити відомі досить давно (ще з XVIII століття) і спочатку засто­совувалися при наборі художнього паркету з різних порід дерев, а зараз викорис­товуються переважно для влаштування підлог у житлових і громадських будівлях.

Мозаїчний паркет виготовляють у вигляді килимів, які складаються з окре­мих планок, наклеєних лицьовою поверхнею на папір або еластичний біостійкий матеріал. Мозаїчний паркет, як і інші види паркету, призначений для влаштуван­ня підлог у житлових і громадських будівлях.

Щити паркетні художні призначені для покриття підлог унікальних буді­вель. Це двошарова дерев'яна основа з лицьовим покриттям із паркетних планок з прямими ребрами, наклеєних на основу у вигляді квадратних елементів, які роз­ташовані у шаховому порядку. Лицьове покриття щитів набирають не менше ніж з трьох різних порід деревини.

В сучасному будівництві застосовують матеріали не тільки з деревини, але й з кори. Наприклад, з кори пробкового дуба виготовляють широкий асортимент тепло- та звукоізоляційних матеріалів, покриттів для стін та підлоги.

Сучасні покриття для підлог із пробки - це багатошарові конструкції, основою яких є агломерована (пресована) пробка, лицьова поверхня якої покрита декоративним шпоном із пробки або цінних порід деревини та кількома шарами захисного лаку або полімерними (вініловими, акриловими, поліуретановими) композиціями.

Для обробки приміщень застосовують фанеру, облицьовану струганим шпо­ном, декоративну фанеру, фанеру бекелізовану і фанерні плити.

Фа­неру підвищеної водостійкості використовують для обшивання зовнішніх стін та виготовлення опалубки, середньої й обмеженої водостійкості - для влаштування внутрішніх перегородок, обшивки стін і стель приміщень.

Деревношаруваті пластики використовують для облицювання внутрішніх приміщень громадських і адміністративних будівель та як конструкційний матеріал.

Деревноволокнисті плити використовують для внутрішньої обробки будівель, обшивки салонів літаків і кают пароп­лавів застосовують тверді плити; надтверді використовують для покриття підлог.

Цементностружкові плити рекомендується застосовувати для внутрішньої та зовнішньої обшивок панелей стін, плит покриттів, плит перекриттів малопо­верхових будівель; обшивок каркасних перегородок, підвісних стель, санітарно-технічних кабін, екранів, огорож, облицювань, елементів підлог, столярно-будівельних виробів.

Фіброліт має стабільні фізико-механічні властивості й високу якість по­верхні. Його застосовують як декоративний та акустичний матеріал для ізоляції стін та перекриттів.

Білет18

1. Візерункове кольорове та безбарвне скло (ГОСТ 5533) виготовляють методом безперервного прокатування. Воно відрізняється від звичайного тим, що по всій його поверхні на одному чи обох боках є рельєфний візерунок. Випускають візе­рункове скло у вигляді листів завширшки 400... 1200 мм і завдовжки 600... 1600 мм (для стекол завтовшки 3,5 і 5,0 мм) та завширшки 800... 1600 мм і завдовжки 1000...2500 мм (для стекол завтовшки 6 і 7 мм). Світлопропускання візерунково­го скла з візерунком на одній поверхні становить не менш 75%, а з візерунком на двох поверхнях - не менш 65%. Різновидами візерункового скла є стекла типу «Мороз» та «Заметіль».

Декоративне скло типу «Мороз» — це скло, одна поверхня якого є матовою, одержаною за допомогою механічної обробки (піскоструменем чи шліфуванням). Далі на цю поверхню наносять шар міздрового клею, після чого скло просушу­ють при температурі 50...60°С протягом 6... 12 год. Під час сушіння клей зменшу­ється в об'ємі, при цьому відривається шар його разом з тонкими лускатими плівками скла завтовшки до 0,25 мм. Внаслідок цього утворюється характерний візерунок, подібний до візерунка на склі при морозі. Скло такого типу може випускатися безбарвним або забарвленим завтовшки 3...6 мм і розмірами до 1800x1000 мм.

Скло «Заметіль» виготовляють методом прокатування. Воно має на повер­хні хвилеподібний неповторюваний візерунок із матовими ділянками у вигляді виступів, що створюють своєрідний декоративний ефект. Залежно від характеру візерунка товщина такого скла може бути 3...8 мм, максимальний розмір листа 1500x1300 мм та 1900x800 мм.

Скло «Заметіль» може бути безбарвним або кольоровим. Одна поверхня скла термічно полірована, інша має візерунок.

Кольорове та художнє скло виготовляють з кольорової скломаси. Його поді­ляють на два види — забарвлене у масі (глушене) і накладне (на одну з поверхонь наносять шар забарвленого скла завтовшки 0,2...1,5 мм).

За характером забарвлення кольорове скло буває прозоре та глушене.

Основні кольори прозорого скла: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний і синій з відтінками - чорним, місячно-білим, лимонним та молочним.

Кольорове листове скло виготовляють методом вертикального витягування з фарбованої прозорої або глушеної скломаси.

Максимальний розмір кольорових стекол 1000x750 мм при товщині 3 мм, розмір скла молочного відтінку 1000x1000 мм при товщині 4,5 мм.

Прозоре кольорове скло використовують для виготовлення вітражів, техно­логія виготовлення яких була започаткована ще в XI ст. Сучасні вітражі викону­ють як з використанням класичної техніки монтажу, так і сучасних технологій. Незважаючи на високий рівень останніх, як і в стародавні часи, художня якість вітражів залежить від таланту та майстерності виконавців.

2. Фібробетон є перспективним конструкційним матеріалом для багатоцільо­вого застосування у будівництві, в якому як армуючий компонент використову­ють фібри (короткі або перервні волокна), що рівномірно розподіляються в об'ємі бетонної матриці. Для дисперсного армування придатні різні види метале­вих та неметалевих волокон мінерального й органічного походження. Армування може здійснюватись як одним видом фібр, так й їхньою сумішшю (різної довжи­ни і різного складу).

Методи дисперсного армування передбачають отримання направленої або довільної орієнтації волокон в об'ємі бетону. Направлена орієнтація реалізується в основному при використанні безперервних структур (тканих і нетканих сіток, розріджених тканин та інших матеріалів). Подібний вид орієнтації може здійсню­ватись при армуванні бетонів короткими волокнами, наприклад, сталевими фіб-рами при формуванні виробів у магнітному полі.

Армування в'яжучих матеріалів волокнами дозволяє підвищити міцність це­ментного каменю при розтягу та згині на 50...240%. Міцність при стиску може бути підвищена на 90% для цементного розчину і на 15% для бетону. Ударна в'яз­кість, опір стиранню, морозостійкість бетонів при армуванні волокнами може зростати на 200...300%.

Технологія виготовлення і властивості фібробетонів на основі портландцемен­ту. Склад композицій і укладання бетонної суміші залежать від матеріалу воло­кон, які застосовуються. Зазвичай вводять 1...4% фібри за об'ємом суміші. Як правило, армуючий компонент додають в останню чергу до добре гомогенізова­ної бетонної суміші, в складі якої обмежена максимальна крупність заповнювача (10 мм), а витрата цементу становить 400...500 кг/м³. Легкоукладальність таких сумішей погіршується, що обумовлює необхідність додавання води вище норми або застосування пластифікаторів. Доцільно також використовувати зовнішнє вібрування суміші.

Фібробетон формують різними методами: центрифугуванням, розпиленням, екструзією, прокатуванням, литтям під тиском, вібруванням та ін. До перспек­тивних методів отримання відносять забризкування під тиском (подібно до тор-кретування) з одночасним подаванням волокон на великій швидкості. Розпилен­ня суміші і волокон виконують у декілька проходів, що забезпечує однорідний розподіл волокон як по усій площі, так і по товщині виробів.

При виготовленні виробів круглого перерізу (труб, стовпів) із порівняно ве­ликою кількістю арматури застосовують метод втискування, який базується на принципах центрифугування та окремого (роздільного) пресування.

Фібробетони на поліпропіленових волокнах розроблені в інженерній лабора­торії армії СІЛА і початково призначались для захисних оболонок паль, а також бетонних плит покриттів. На цей час волокна застосовують у конструкційному бетоні для морських споруд (укріплень), мостів та водосховищ, а також у збірно­му бетоні та торкрет-бетоні. Нові розробки включають антибактеріальний бетон, «тонкий» бетон для покриття асфальтованих доріг, «шорсткий» бетон з оголеним заповнювачем та бетон із низькою здатністю до вибухового відколювання при дії вогню.

Кількість та тип волокна, що додається до бетонної суміші, залежать від ви­мог проекту. Зазвичай додають 0,1% за об'ємом або 0,6...0,9 кг волокна на їм³ бе­тону. Для зручності використання волокна постачають у мішках, здатних до роз­чинення, масою по 0,6...0,9 кг. Такий мішок подають у змішувач на бетонному заводі або безпосередньо в автобетономішалку. Достатнім є 5 хв перемішування Для рівномірного розподілу волокон в об'ємі бетонної суміші.

Введення 0,1 — 1% поліпропіленових волокон за об'ємом позитивно впливає на якість бетонної суміші та готової продукції: підвищується однорідність бетон­ної суміші та зменшується її здатність до розшарування (відповідно полегшуєть­ся подача бетонної суміші при перекачуванні насосом); бетон набуває здатності до деформації без руйнування при тужавленні, що запобігає утворенню мікротріщин в середині затверділого бетону та гальмує розширення поверхневих тріщин, які виникають при пластичній усадці.

3. Металами називають матеріали, які мають велику електро- і теплопровід­ність, непрозорі, знатні до значних пластичних деформацій, що дає можливість обробляти їх під тиском: прокатуванням, куванням, штампуванням, волочінням. Вони добре зварюються, працюють при низьких та високих температурах.

Металічний блиск і пластичність - це основні властивості, які притаманні всім металам. Усі метали в твердому стані мають кристалічну будову. Розташу­вання атомів (іонів) у кристалічній речовині зображують у вигляді елементарної комірки, яка є найменшим комплексом атомів. Багаторазове повторення її відоб­ражає розташування атомів у об'ємі всієї речовини.

Для металів характерні, в основному, три типи кристалічних ґраток: об'ємо-центрична кубічна (ОЦК); гранецентрична кубічна (ГЦК) і гексагональна щіль­но упакована (ГЩУ) Метали й сплави поділяють на чорні й кольорові. До чорних металів нале­жать залізо та сплави на його основі (чавун, сталь, феросплави), а до кольорових - мідь, алюміній, цинк, нікель та ін. Як правило, використовують не чисті мета­ли, а їхні сплави, що дає змогу значно підвищити властивості кінцевого продук­ту

Особливості структури металів обумовлюють їхні фізичні властивості, тобто високу густину, твердість, тепло- та електропровідність, тугоплавкість, ковкість.

Істинна густина металів змінюється в широких межах: найлегшим є калій -0,86 г/см³, найважчим - осмій (22,5 г/см³). Метали з густиною до 5 г/см³ відно­сять до легких, а з густиною більше 5 г/см³ - до важких. Більшість з відомих металів є важкими.

Висока електропровідність металів пояснюється наявністю вільних електро­нів, які переміщуються в потенціальному полі ґратки. З підвищенням температу­ри збільшуються коливання іонів (атомів), утворюються вакансії та порушується правильна періодичність потенціального поля, що ускладнює рух електронів та призводить до збільшення електроопору. При низьких температурах коливальний рух іонів зменшується і електропровідність збільшується. Деяким металам, внас­лідок утворення пар електронів (при Т<20 К), притаманне явище надпровід­ності.

Висока теплопровідність металів обумовлюється більшою рухливістю віль­них електронів, а висока пластичність — періодичністю їх атомної будови та від­сутністю спрямованості металевого зв'язку. Наприклад, при прокатуванні заліз­ного бруска товщиною 80... 100 мм отримують дріт товщиною 4 мм та менше. Мідь можна витягувати у дріт товщиною менше кілька сотих часток міліметра, а вольфрам - 0,015 мм. При пластичній деформації (кування, прокатування) мета­лу відбувається зміщення окремих його об'ємів, але зв'язок між іонами не пору­шується. Для порівняння, кристали з іонними та ковалентними зв'язками є крих­кими, оскільки при деформації ці зв'язки порушуються.

Метали відрізняються температурами плавлення (ртуть — 39°С, а вольфрам 3370°С), твердістю (найм'якіший - свинець, можна подряпати навіть нігтем, найтвердіший - хром). Деякі метали мають магнітні властивості і тому називаються феромагнітними (залізо, кобальт, нікель). При нагріванні до певної температури ці метали втрачають магнітні властивості, наприклад, залізо змінює свої характе­ристики при Т=770°С, кобальт при Т=1100°С, нікель при 350°С.

Сталеві конструкції виготовляють з прокатних виробів, а також із гнутих та зварних профілів (ДСГУ 10079-2002)

Найчастіше використовують прокатні вироби, які поділяють на чотири гру­пи: сортову сталь, листову сталь, спеціальні види прокату, труби. З прокатних профілів збирають найрізноманітніші ґратчасті та суцільні конструкції: колони, балки, бункери, щогли, башти, трубопроводи, резервуари тощо.

Кольорові метали, на відміну від чорних, мають вищу пластичність при нормальних температурах, більшу стійкість проти корозії, більш тепло- і елек­тропровідні, мають нижчу температуру плавлення. У будівництві кольорові мета­ли використовують у вигляді сплавів.

Ливарні сплави АЛ8, АЛ13 застосову­ють для виготовлення виробів та деталей, які несуть високі та середні статичні й ударні навантаження та працюють в умовах контакту з корозійноактивними се­редовищами.

Для будівельних конструкцій використовують сплави з магнієм (магналії), які відрізняються здатністю до зварювання та високою корозійною стійкістю; сплави з магнієм та силіцієм (авіалії); сплави з міддю та магнієм (дюралюміни), що мають високу міцність, але меншу корозійну стійкість порівняно з магна-ліями.

- Сплави алюмінію використовують для виготовлення зварних деталей, тру­бопроводів, бункерів та інших деталей і виробів.

Вироби та конструкції з алюмінієвих сплавів є антимагнітними, вогне- та сейсмостійкими, при ударі не дають іскор. Вони економічні, мають добрий зов­нішній вигляд, не потребують додаткової обробки лицьової поверхні, легко об­робляються різанням.

Останнім часом алюміній набуває широкого використання у будівництві (для виготовлення конструкцій, в тому числі панелей зовнішніх стін та покриттів 'безперервного типу, підвісних стель, збірно-розбірних та листових конструкцій.

В несучих конструкціях використання алюмінію є невигідним, за винятком бага-топрогонних покриттів та експлуатації в умовах дії агресивного середовища.

Вироби з алюмінієвих сплавів у вигляді листового прокату, гнутих і пресо­ваних профілів широко застосовують для виготовлення огороджувальних кон­струкцій та вікон і дверей. Пресування дає змогу отримати алюмінієві профілі, не тільки схожі із сталевими, а й ряд інших, у тому числі досить складної форми.

Ях конструхтивнпй метал чисту мідь в машинобудуванні використовують рідко. Частіше її застосовують для утворення сплавів (латуні, бронзи, мельхіору, нікеліну тощо).

У зв'язку з малою міцністю (в литому стані ст_в=30 МПа) і малою корозійною стійкістю технічно чистий магній як конструкційний матеріал не використовують.

Незважаючи на відносно високу температуру плавлення титану (1668°С), титанові сплави тривалий час можуть експлуатуватися лише при температурі до 550°С.

Корозійностійкі сплави нікелю широко використовують у хімічному апарато­будуванні, різноманітних галузях техніки, а також у побуті.

Жаростійкі сплави нікелю призначені для експлуатації при температурі до 900°С. Другим основним компонентом в сплавах є хром, тому їх називають ніх-ромами, використовують для виготовлення камер згоряння, деталей газових тур­бін, газопроводів, хімічної апаратури.

Технічне олово застосовують для лудіння металів і виготовлення фольги; свинець - для футерування електролітних ванн і сірчанокислотних камер, виго­товлення фольги і кабельних оболонок.

Сплави олова і свинцю з іншими елементами використовують як антифрик­ційні матеріали і легкоплавкі припої.

Тугоплавкі метали та їхні сплави використовують в авіаційній, космічній і ядерній техніці, приладобудівній та хімічній промисловості. Значна кількість цих металів витрачається для легування залізовуглецевих сплавів - сталей і чавунів та деяких кольорових металів.

Білет 19

1. Істинна густина р - це маса одиниці об'єму матеріалу в «абсолютно» щіль­ному стані (без пор, пустот), найчастіше її визначають у г/см³.

Майже всі будівельні матеріали мають пористу будову, за винятком скла, кварцу, ситалу, сталі та деяких інших, які можна вважати «абсолютно» щільни­ми. Тому, щоб визначити «абсолютний» об'єм випробовуваного твердого матері­алу, його висушують до сталої маси т_с й тонко подрібнюють, щоб кожна частин­ка не мала в собі пор. Одержаний порошок засипають у спеціальний прилад (пік­нометр або об'ємомір), заповнений інертною рідиною по відношенню до речови­ни, що випробовується (водою, бензином, гасом тощо), і за об'ємом витісненої ним рідини встановлюють «абсолютний» об'єм матеріалу Va.

 

Істинна густина

p = mc/Va

 

Для рідких та в'язких будівельних матеріалів (рідинне скло, розчини хіміч­них добавок тощо) р визначають за допомогою ареометра, занурюючи його в рі­дину й фіксуючи рівень рідини за шкалою як показник істинної густини.

Для більшості неорганічних природних і штучних будівельних матеріалів істин­на густина становить 2,4...3,3 г/см³, за винятком металів (для сталі р=7,85 г/см³), а для органічних матеріалів - 0,8...1,6 г/см³.

Показник р - довідкова величина, яка застосовується для виконання дея­ких розрахунків, наприклад, визначення показника пористості.

Істинна густина одного й того самого матеріалу в звичайних умовах лиша­ється сталою.

У природі абсолютно щільних матеріалів дуже мало, переважна більшість -це пористі матеріали, об'єм яких у природному стані V складається з об'єму твер­дого тіла V_а і об'єму пор V_п, які можуть бути заповнені повітрям V_пов і водою V_в:

V = V_а + V_п

V_п = V_пов + V_в

Середня густина р_т - це маса одиниці об'єму матеріалу в природному ста­ні (разом з порами і пустотами):

pm = m / V

Середня густина найчастіше вимірюється у кг/м³, проте можна також вико­ристовувати одиниці г/см³ і т/м³.

У разі потреби середню густину встановлюють для матеріалів, що перебува­ють у будь-якому стані: зволоженому, повітряно-сухому або сухому (тобто вису­шеному до сталої маси). Для визначення середньої густини масу випробовувано­го матеріалу знаходять зважуванням, а об'єм для зразків правильної геометричної форми - звичайним вимірюванням, неправильної форми (для пористих матеріа­лів - після покриття тонким шаром парафіну або повного насичення водою) - в об'ємомірі за об'ємом витісненої інертної рідини.

Середню густину сипких матеріалів (цементу, вапна, піску, щебеню, гравію тощо) називають насипною густиною.

Насипна густина р_н - це відношення маси сипкого матеріалу до його об'єму, включаючи простір між частинками. її визначають для зернистих і по­рошкоподібних матеріалів. Наприклад, для кварцового піску насипна густина становить р_н =1450... 1600 кг/м³, в той час як істинна - р =2,50...2,65 г/см³.

Середня густина залежить від хімічного та мінералогічного складів матеріа­лу, але більшою мірою - від розміру та кількості пор і пустот. Чим їх більше, тим легший матеріал. З підвищенням вологості показник р_т збільшується.

Середня густина має велике практичне значення для виконання різних роз­рахунків (обсягів транспортування, складування матеріалів, міцності конструк­цій). Вона тісно пов'язана з іншими властивостями будівельних матеріалів (по­ристістю, міцністю, теплопровідністю, водонепроникністю), що дає змогу, орієнтуючись на показник р_т, визначати доцільні галузі їхнього використання у будів­ництві.

За середньою густиною іноді матеріали поділяють на марки (позначають літерою D), при цьому марка – це середня густина матеріалу в інтервалі, визначе­ному стандартом.

У ряді випадків використовують поняття відносної густини d, тобто відно­шення середньої густини матеріалу р_т до густини стандартної речовини (наприк­лад води, для якої р_в= 1000 кг/м³); d - безрозмірна величина.

Відносна густина, як і істинна, має допоміжне значення. її використовують для визначення інших властивостей, наприклад, орієнтовної теплопровідності, коефіцієнта конструктивної якості.

 

2. Армоване кольорове та безбарвне скло (ТОСТ 7481) виготовляють методом безперервного прокатування з одночасним армуванням металевою сіткою. Поверхня листа може бути гладкою чи візерунчастою.

Для армування застосовують зварну сітку зі сталевого дроту діаметром 0,5...0,60 мм із захисним покриттям.

Армоване скло випускають довжиною 800...2000 мм, шириною 400...1600 мм і товщиною 5,5 мм для безбарвного й 6,0 мм для кольорового скла. Таке скло характеризується підвищеною безпечністю й вогнетривкістю, оскільки при його руйнуванні уламки утримуються сіткою.

Хвилясте армоване скло жорсткіше за плоске. Його застосовують для склін­ня великих прогонів.

Скло плоске загартоване (ДСТУ Б В.2.7-110-2001) характеризується підви­щеною механічною міцністю, термостійкістю та безпечним характером руйнуван­ня. Гартування скла передбачає його термообробку, тобто нагрівання до темпе­ратури 600...900°С з наступним різким, але рівномірним охолодженням поверхне­вого шару повітрям або рідинами. Загартоване скло поділяють на поліроване (ЗПП) і неполіроване (ЗП). При експлуатації допустимим є перепад температур не менше 120°С. Границя міцності при згині досягає 250 МПа. Загартоване скло не піддається різанню, свердлінню, фрезеруванню й іншим видам механічної об­робки; зазвичай його розміри встановлюють відповідно до специфікації спожива­ча, передбачаючи при цьому необхідні отвори для кріплення, які мають викону­ватись до початку загартування. Випускають скло розмірами 2100x3000 мм при товщині від 4 до 19 мм.

Скло загартоване призначене для безпечного скління світлопрозорих буді­вельних конструкцій (віконних і дверних блоків, вітрин, лоджій, балконів). Скло може використовуватися як складовий елемент скляних конструкцій, в тому чис­лі багатошарових. Використання загартованого скла практично виключає можли­вість його руйнування у склопакеті при добових перепадах температур до 90°С по внутрішній поверхні зовнішнього скла у пакеті.

Різновидом загартованого скла є стемаліт.На його основі отримують лис­ти (панелі), які широко застосовують для зовнішнього та внутрішнього облицю­вання в будівлях різного призначення. Стемаліт — це загартоване емальоване скло завтовшки 5,0...7,5 мм, одна поверхня якого покрита кольоровою силікат­ною фарбою.

Багатошарове ламіноване скло, яке в літературі відоме як «триплекс», скла­дається з кількох листів полірованого чи неполірованого скла, міцно склеєних між собою прозорою еластичною прокладкою. Як склеювальний матеріал засто- совують бутафоль-полівінілбутираль, пластифікований дибутилсебаціанатом. Внутрішня плівка має високу прозорість, світло- та теплостійкість, високу адге­зію до скла. Наявність плівки забезпечує основну властивість триплексу - безос-колковість при руйнуванні скла.

Існує дві основні технології виготовлення триплексу:

- «плівкова» (полівінілбутиральна плівка ПВБ розташовується між листами, які склеюються між собою при автоклавній обробці);

- «заливна» (між листами скла заливається рідкий полімер, який полімери-зується (залежно від типу полімеру) або під дією температурного фактора, або ультрафіолетового випромінювання). Триплекс, виготовлений за першою техно­логією, має кращі оптичні характеристики, а за другою - міцнісні (за рахунок ре­гулювання товщини полімеру).

Товщина триплексу становить не менше 9 мм, а маса їм² — біля 20 кг. За рахунок великої товщини триплекс характеризується найбільшим термічним опо­ром та високою здатністю до звукоізоляції. Світлопроникнення триплексу залеж­но від типу й товщини скла становить 69...78%, термостійкість — понад 100°С, теплостійкість в межах 100...110°С.

Ламіноване скло доцільно використовувати для структурного скління будівель, балконів, улаштування скляних підлог, бокових поверхонь ескалаторів та східців.

Різновидом багатошарового скла є моліруване (гнуте) скло, яке отримують з використанням спеціальних технологій, що передбачають термічну обробку та гнуття по фіксованому радіусу в одній площині з утворенням S, V, J - подібних форм або у двох площинах. Таке скло використовується для виготовлення деко­ративних елементів при оздобленні приміщень.

3.Органічні в'яжучі речовини - це природні або штучні тверді, в'язко-плас­тичні та рідкі матеріали, які складаються із хімічних сполук, молекули яких міс­тять атоми карбону. Органічні в'яжучі речовини можна розглядати як дисперсні системи, представлені сумішшю різних сполук, в тому числі метанових С_пН_2п+2, нафтенових С_пН_2п, ароматичних С_пН_2п_б, та гетероциклічних, а також високомо-лекулярними вуглеводнями та неметалевими похідними.

Властивості вуглеводневих сполук значною мірою залежать від характеру зв'язків між окремими атомами. Здатність атомів вуглеводнів утворювати лан­цюжки, кільця, складні решітки, в які входять інші елементи - гетероланцюгові сполуки (О, N, Si, S) бумовлює на сьогодні існування більше мільйона речовин, число яких безперервно зростає.

Органічні в'яжучі є гідрофобними та горючими матеріалами, більшість з яких здатні розчинятись в органічних розчинниках (бензолі, толуолі, гасі, лігро­їні ), а деякі тільки набухати в них. Вони також характеризуються достатньою ад­гезією до більшості матеріалів органічного та неорганічного походження.

Сировиною для виробництва органічних в'яжучих речовин є продукти ор­ганічного походження, в тому числі: нафта, кам'яне вугілля, горючі сланці, торф.

бітумні (природні, нафтові, сланцеві) речовини, які складаються із вугле­воднів метанового, нафтенового та ароматичного рядів, а також їхніх кисневих, сірчаних і азотних похідних;

дьогтьові (кам'яновугільні, торф'яні, деревні) речовини, які складаються із суміші ароматичних вуглеводнів та їхніх кисневих, азотних або сірчаних похідних;

За механізмом твердіння органічні в'яжучі речовини поділяють на коагуля-ційні (бітуми, дьогті) і поліконденсаційні (або полімеризаційні). Враховуючи особ­ливе значення полімерів у сучасному будівництві, їх розглянуто в главі 12.

Залежно від властивостей, хімічного складу, виду сировини та технологіч­ного процесу, органічні в 'яжучі речовини коагуляційного твердіння поділяють на:

бітумнополімерні, які складаються з нафтових бітумів та полімерів; гумобітумні, одержані в результаті спільної переробки нафтових бітумів та старої гуми;

гумодьогтьові, одержані спільною переробкою старої гуми та дьогтьопродуктів.

Бітумні та дьогтьові в'яжучі входять до групи органічних в'яжучих матеріа­лів, що складаються з високомолекулярних вуглеводнів та їхніх неметалевих по­хідних (сполук вуглеводнів із сульфуром, оксигеном, нітрогеном). Основними оз­наками цих в'яжучих є розм'якшення (розрідження) їх при нагріванні та віднов­лення своєї початкової в'язкості при охолодженні.

їх застосовують переважно для отримання гідроізоляційних матеріалів. Так, ще 4500...5000 років тому природний бітум використовували при будівництві єги­петських і вавилонських споруд: храмів, ритуальних басейнів та гробниць. В 6 ст. до н.е. бітум було застосовано у Вавилоні при будівництві каналів для пропускан­ня вод Євфрату, ізоляції тунелів, а також при влаштуванні асфальтових дорожніх покриттів.

Властивості бітумів визначаються їхньою природою, складом та технологі­єю отримання. Для бітумів, на відміну від мінеральних в'яжучих речовин, харак­терні гідрофобність, атмосферостійкість, підвищена деформативність, здатністьрозм'якшуватися при нагріванні. Густина бітумів залежить від складу і колива­ється у межах від 800 до 1300 кг/м³. Теплопровідність має значення, теплоємність, коефіцієнт об'ємного теплового розширення при Г=25°С

Основними якісними показниками бітумів є в'язкість (твердість), деформа-тивність та теплостійкість. За цими показниками тверді та напівтверді бітуми по­діляють на марки.

За необхідністю визначають також інші властивості бітумів - температуру спалаху, крихкість, розчинність тощо.

Бітумні речовини є гідрофобними, вони не змочуються і не розчиняються у воді, що дозволяє їх використовувати як основний компонент гідроізоляційних матеріалів.

Наведені властивості бітумів зумовили їх застосування в гідротехнічному та дорожньому будівництві, а також для виробництва покрівельних, гідроізоляцій­них та антикорозійних матеріалів.

захисту.

Бітуми є хімічно інертними до водних розчинів мінеральних солей, лугів та кислот, наприклад, вони добре чинять опір дії лугів (при концентрації до 45%), фосфатній кислоті (при концентрації до 85%), сульфатній (при концентрації до 50%), хлористоводневій (соляній) (при концентрації до 25%). Менш стійкі біту­ми в атмосфері, яка містить оксиди азоту, вони руйнуються при дії концентрованих розчинів кислот, розчиняються в органічних розчинниках. Відносна хімічна інертність бітумів дозволяє використовувати їх у будівництві для антикорозійно­го захисту.

Кам'яновугільний дьоготь не розчиняється в жодному з відомих розчинни­ків і відрізняється підвищеною біостійкістю. У дьогтях міститься велика кількість ненасичених вуглеводнів ароматично­го ряду, які піддаються окиснювальній полімеризації при контакті з киснем та водою, впливу ультрафіолетових променів. Атмосферостійкість дьогтьових мате­ріалів нижча порівняно з бітумними. Нестійкість дьогтів до процесів старіння пов'язана з випаровуванням летких складових з дьогтю навіть при слабкому наг­ріванні на сонці, а також з тим, що сполуки, які містяться в ньому, є ненасиче-ними і тому легко вступають у хімічну взаємодію з речовинами зовнішнього се­редовища, змінюючи свій склад та структуру, що призводить до появи тріщин, крихкості та втрати водовідштовхувальних властивостей.

Однак дьогті (порівняно з бітумами) внаслідок великого вмісту речовин з полярними групами, відзначаються підвищеною адгезією до інших матеріалів. Вони мають вишу біостійкість, що пояснюється токсичністю фенолу, який міс­титься в їхньому складі. Дьогті використовують у тих самих галузях будівництва що й бітуми, але їхнє застосування більш доцільне там, де є загроза виникнен­ня біокорозії