Контрольна робота з дисципліни «Будівельне матеріалознавство»

Міністерство освіти та науки України

Черкаський державний технологічний університет

Факультет перепідготовки фахівців

Контрольна робота

з дисципліни

«Будівельне матеріалознавство»

Перевірив:                                                                                                  Виконав:

Пряник С.П.                                                                                                  студент групи ЗПЦБ-101

                                                                                                                              Грабовський О.Ю.

Черкаси 2011
Зміст

1.      Види лісоматеріалів. Способи захисту деревини від займання

2.      Міцність, марка і клас важкого бетону. Основні властивості

важкого бетону

3.      Хвилясті бітумно-картонні листи (Ондулін та ін.)

4.      Задача

5.      Задача
Види лісоматеріалів.

Лісоматеріали - це матеріали, отримані шляхом поперечного та поздовжнього розпилювання повалених дерев та їх частин. Стовбур дерева, яке повалило, і в якого відділене коріння, вершина та сучки, називають деревним батогом. Хлисти або відрізки, отримані при поперечному поділі - раскряжовці, в залежності від розмірів і наявності вад поділяють на високоякісну і низькоякісну деревину. Низькоякісна деревина - обрізки хлиста, що використовуються після додаткової механічної обробки і переробки.

Лісоматеріали за способом обробки діляться на кілька видів: круглі, колоті і пиляні. 

Круглі лісоматеріали - відпиленні від кореневої частини, очищені від гілок, а часто і від кори, відрізки стовбура різної товщини, круглі в перерізі, які отримують поперечним поділом - розпилом. Процес цей називається розкряжуванням.  Кряжі круглі відрізки стовбура від нижньої окоренкової частини, які можуть служити сировиною для пиломатеріалів. Діаметр стовбура вимірюють у тонкому кінці, вибираючи з усього асортименту найменший і найбільший діаметр без урахування кори. Найменший діаметр колод, які застосовують у будівництві - 12см у верхньому кінці, а довжина - 4-9 м. Градація діаметра - через кожні 2 см, а в довжину - через 50 см. Колоди враховуються поштучно, а обсяг розраховується в м ². 

Колоті лісоматеріали отримують шляхом розколу полін, колод та інших вздовж волокон на плахи (сокирами, колунами, різними клинами). Невеликі поліна, якщо в них мало сучків, легко розколюються. Колоду на плахи можна розколоти клинами з металу або з деревини більш твердої породи, ніж та, яку розколюють.

Пиляні лісоматеріали отримують при розпилюванні колод. За формою і розмірами поперечного перерізу пиломатеріали діляться на бруси, бруски, дошки, пластини та інш. Бруси - пиломатеріали товщиною і шириною більше 100 мм. Відповідно до числа пропилених сторін бруси бувають: двухкантні, трьохкантні, чотирьохкантні; за формою поперечного перетину - острокантні і тупокантні. Острокантні й бруси мають прямокутну або квадратну форму, а на верхньому торці допускаються тупі кути. Бруски - обрізний пиломатеріал завтовшки до 100 мм, шириною не більше подвійної товщини. Горбиль - пилопродукція, що отримується з бічної частини колоди і має одну пропилену, а іншу непропилену або частково пропилену поверхню.

            За характером обробки пиломатеріали діляться на необрізні, обрізні і односторонні обрізні.

Обрізні - це пиломатеріали з паралельними шарами та крайками.

Необрізні - це пиломатеріали з паралельними шарами і необпиляними або частково обпиляними кромками, з обзолом більше припустимого.

            Односторонньо обрізні пиломатеріали мають пропилені пласти і одну кромку, а розміри обзола на пропиленій кромці не перевищують допустимих в обріз пиломатеріалів.

 Товщину обрізної дошки вимірюють, відступаючи від торця дошки на розмір ширини. Товщину необрізної дошки вимірюють у кінцях, де немає вм'ятин, зарубок. Ширину обрізної дошки визначають за широкої межі (пласті), де з обох сторін немає обзола, але не ближче ніж 150 см від торців. Ширину необрізної дошки вимірюють по середині довжини (без урахування кори).                  

            Розміри пиломатеріалу записують числами, наприклад 4,5х15х30; перше позначає довжину в м/п, друге - ширину в см, третє - товщину в мм. Розміри пиломатеріалів визначають при стандартній вологості (15%). Якщо вологість деревини більше, то у визначенні її ширини і товщини враховують припуски на усихання.

Дерево в усі часи було затребуваним матеріалом для будівництва. При всіх незаперечних переваги дерев'яних конструкцій, вони володіють і рядом недоліків, самим істотним з яких є підвищена пожежна небезпека.

У нас час широко застосовуються спеціальні засоби захисту деревини від загоряння – антипірени, які роблять експлуатацію дерев'яних конструкцій безпечною. Сучасні антипірени, звичайно, не вберігають від виникнення вогнища займання - це неможливо в принципі, але уповільнюють і запобігають поширенню вогню по дерев'яних елементів будинку, що дає значний виграш у часі для ліквідації вогнища спалаху і порятунку людських життів та майна. Випускаються антипірени в різному вигляді - це можуть бути лаки і фарби, а також різного роду просочення. За принципом дії засоби захисту деревини від загоряння можна умовно розділити на дві основні групи.  При загорянні засоби захисту деревини першої групи діють, як вогнегасник - під дією відкритого вогню антипірени спінюються, створюючи бар'єр на шляху високої температури до дерев'яних конструкцій, і тим запобігають поширенню полум'я. Друга група - засоби захисту деревини на основі солей, які виділяють негорючі гази при контакті з вогнем. Від впливу високої температури верхній шар дерев'яної конструкції може обвуглитися, але полум'я не зможе проникнути всередину, завдяки глибокому просочуванню. На сьогоднішній день антипірени у вигляді сольових просочень поширені в найбільшою мірою. При промисловій обробці антипірени максимально глибоко проникають у волокна деревини, завдяки чому такий захист відрізняється більшою стійкістю. 

З часом будь-які антипірени в тій чи іншій мірі втрачають свої вогнезахисні якості, і потрібна обробка дерев'яних конструкцій повторно. Перед тим, як наносити нові засоби захисту, в обов'язковому порядку слід переконатися в їх сумісності з засобами, що наносяться раніше. Але, щоб бути впевненим на всі сто відсотків, краще при роботі використовувати ті ж антипірени, що застосовували при первинній обробці. За ступенем ефективності антипірени діляться на класи. Перший клас об'єднує антипірени, що забезпечують найбільш повну і серйозний захист конструкцій від пожежі на всіх стадіях розвитку. Другий клас включає засоби захисту, лише перешкоджають загорянню.

2. Міцність, марка і клас важкого бетону. Основні властивості важкого бетону.

Важкий бетон - основний конструкційний будівельний матеріал, тому оцінці його міцнісних властивостей приділяється велика увага. Міцнісні характеристики бетону визначаються строго відповідно до вимог стандартів. Неоднорідність бетону як матеріалу враховується в основній міцнісній характеристиці - класі бетону.

Міцність. Як і у всіх кам'яних матеріалів, межа міцності бетону при стиску значно (у 10...15 разів) вище, ніж при розтяганні й вигині. Тому в будівельних конструкціях бетон, як правило, працює на стиск. Коли говорять про міцність бетону, мають на увазі його міцність на стиск. Міцність бетону прийнято оцінювати за середнім арифметичним значенням результатів випробування зразків даного бетону через 28 діб нормального твердіння. Для  цього використовують зразки-куби розміром 150х150х150мм, виготовлені з робочої бетонної  суміші і затверділі при (20 ± 2)°С на повітрі при відносній вологості 95% (чи в інших умовах, що забезпечують збереження вологи в бетоні).

Марка бетону. За середнім арифметичним значенням міцності бетону встановлюють його марку - округлене значення міцності (причому округлення йде завжди в нижню сторону). Для важкого бетону встановлені наступні марки за міцністю на стиск: М50, М75, М100, М150, М200, М250, М300, М350, М400, М450, М500, М550, М600, М700 і М 800 (кгс/см2). Так, відмінна риса бетону - значна неоднорідність його властивостей. Це пояснюється мінливістю сировини (піску, великого заповнювача і навіть цементу), порушенням режиму приготування бетонної суміші, її транспортування, укладання (ступеня ущільнення) і умовами твердіння. Усе це призводить до розкиду міцності бетону однієї і тієї ж марки. Чим вище культура виробництва (краще якість підготовки матеріалів, приготування й укладання бетону і т.п.), тим менше будуть коливання міцності бетону. Для будівельника важливо одержати бетон не тільки із заданою середньою міцністю, але і з мінімальними відхиленнями (особливо в нижчу сторону) від цієї міцності. Показником, що враховує можливі коливання якості бетону, є клас бетону.

Клас бетону - це чисельна характеристика якої-небудь його властивості (у тому числі міцності), прийнята з гарантованою забезпеченістю (звичайно 0,95). Це значить, що встановлена класом властивість, наприклад міцність бетону, досягається не менш ніж у 95 випадках з 100. Поняття «клас бетону» дозволяє призначати міцність бетону з урахуванням її фактичної чи можливої варіації. Чим менше мінливість міцності, тим вище клас бетону при одній і тієї ж середній міцності. ДОСТ 26633 - 85 установлює наступні класи важкого бетону за міцністю на стиск (МПа): В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В32,5; В40; В45; В50; В55 і В60. Так, у бетону класу В15 межа міцності при стиску не нижче 15 МПа з гарантованою забезпеченістю 0,95.

Для переходу від класу бетону до середньої міцності можна використовувати формулу: Rср= В/0,778, де В-класбетону,МПа; Rср-середня міцність бетону на стиск, МПа.

Повзучість - схильність бетону до росту пластичних деформацій при тривалій дії статичного навантаження. Повзучість бетону також зв'язана з пластичними властивостями цементного гелю і мікротріщиноутворенням. Вона має згасаючий у часі характер. Абсолютні значення повзучості залежать від багатьох факторів. Особливо активно повзучість розвивається, якщо бетон навантажується в свіжовиготовленому вигляді. Повзучість можна оцінювати подвійно: як позитивний процес, що допомагає знижувати напруження, які виникають від термічних і усадочних процесів, і як негативне явище, наприклад, що знижує ефект від попереднього напруження арматури.

Усадка - процес скорочення розмірів бетонних елементів при їхньому перебуванні в повітряно-сухих умовах утрати води. Усадка бетону тим вище, чим більше об'єм цементного тіста в бетоні. У середньому усадка важкого бетону складає 0,3...0,4 мм/м.

Пористість.. Причина її виникнення криється в надлишковій кількості води затворення. Бетонна суміш після правильного укладання являє собою щільне тіло. При твердінні частина води хімічно зв'язується мінералами цементного клінкера (для портландцементу близько 0,2 від маси цементу), а частина, що залишилася, поступово випаровується, залишаючи після себе пори.

Водопоглинання і проникність. Завдяки капілярно-пористій будови бетон може поглинати вологу як при контакті з нею, так і безпосередньо з повітря. Гігроскопічне вологовбирання у важкому бетоні незначне, але в легких  бетонів  (особливо  в  ячеїстих)  може  досягати відповідно 7..8 і 20..25%. Водопоглинення характеризує здатність бетону всмоктувати вологу в краплинно-рідкому стані; воно залежить головним чином від характеру пор. Водопоглинення тим більше, чим більше в бетоні капілярних сполучених між собою пор. Максимальне водопоглинання важких бетонів на щільних заповнювачах досягає 4...8 % за масою (10...20 % за обсягом). У легких і ячеїстих бетонів цей показник значно вище.
Велике водопоглинання негативно позначається на морозостійкості бетону. Для зменшення водопоглинання вдаються до гідрофобізації бетону, а також до влаштування паро- і гідроізоляції конструкцій. Водопроникність бетону визначається в основному проникністю цементного каменю і контактної зони «цементний камінь — заповнювач»; крім того, шляхами фільтрації рідини через бетон можуть бути мікротріщини в цементному камені і дефекти зчеплення арматури з бетоном. Висока водопроникність бетону може призвести його до швидкого руйнування через корозію цементного каменю.
Для зниження водопроникності необхідно застосовувати заповнювачі належної якості (з чистою поверхнею), а також використовувати спеціальні добавки, що ущільнюють (рідке скло, хлорне залізо) чи цементи що розширюються. Останні використовують для пристрою бетонної гідроізоляції.

За водонепроникністю бетон поділяють на марки W0,2; W0,4; W0,6; W0,8 і Wl,2. Марка означає тиск води (МПА), при якому зразок-циліндр висотою 15 см не пропускає воду при стандартних випробуваннях.

Морозостійкість - головний показник, що визначає довговічність бетонних конструкцій у нашому кліматі. Морозостійкість бетону оцінюється шляхом поперемінного заморожування при мінус (18 ± 2)°С і відтавання у воді при (18 + 2)°С попередньо насичених водою зразків випробуваного бетону. Тривалість одного циклу - 5...10 год.  залежно від розміру зразків. За марку по морозостійкості приймають найбільше число циклів «заморожування — відтавання», які зразки витримують без зниження міцності на стиск більше 5 % у порівнянні з міцністю контрольних зразків на початку випробувань. Установлено наступні марки бетону за морозостійкістю: F25; F35; F50; F75; F100...F1000.

Теплофізичні властивості. З них найважливішими є теплопровідність, теплоємність і температурні деформації. Теплопровідність важкого бетону навіть у повітряно-сухому стані велика - близько 1,2...1,5 Вт/(м •°С), тобто в 1,5...2 рази вище, ніж у цегли. Тому використовувати важкий бетон у конструкціях, що огороджують, можна тільки разом з ефективною теплоізоляцією. Легкі бетони, особливо ячеїсті, мають невисоку теплопровідність 0,1...0,5 Вт/(м •°С) і їхнє застосування в конструкціях, що огороджують, переважніше.

Теплоємність важкого бетону, як і інших кам'яних матеріалів, знаходиться в межах 0,75...0,92Дж/(кг •К); у середньому - 0,84 Дж/(кг •К).

3.      Хвилясті бітумно-картонні листи (Ондулін та ін.).

Хвилясті бітумні листи являють собою один з різновидів шиферу. На українському ринку вони представлені наступними фірмами: ONDULINE (Франція), BITUWELL (Німеччина) і деякими іншими.

Даний матеріал виготовляється з переробленого пресованого картону, просоченого бітумом при високій температурі і тиску, а потім забарвленого за спеціальною технологією або покритого полімером.

Хвилясті бітумні листи, завдяки своїй формі, володіють жорсткістю, що визначає особливості їх монтажу. Вони легко кріпляться до обрешітки, їх укладання не вимагає професіоналізму і спеціального обладнання. Мала вага листів (близько 6 кг) дозволяє робити нескладну обрешітку. Їх можна вмонтовувати прямо на стару покрівлю, незалежно від її стану. При влаштуванні покрівлі з нахилом менше 7 градусів під бітумні листи роблять суцільну обрешітку.

Зовні бітумні листи нагадують азбестоцементні листи, але значно легші за них. Володіють гнучкістю вздовж хвилі. Тому їх можна застосовувати не лише для прямолінійних, але і криволінійних поверхонь при радіусі кривизни від 5 метрів.