Контрольная работа по "Строительным материалам"

Пермский  государственный национальный исследовательский  политехнический университет

Строительный факультет

 

 

 

 

 

 

Контрольная Работа №3

по дисциплине: «Строительные материалы»

 

Вариант 9

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                              Работу выполнила: Кибанова А. А. ПГСбзу-12

                                      Работу приняла: Белозерова Т.А

 

 

 

Пермь 2013

 

Задача № 1

Определить рецептуру  замеса и расход материалов для изготовления 1000 кг мастики для приклейки рубероида к бетонному основанию.

Решение:

Состав согласно ГОСТ 2889-80 «Мастика битумная кровельная. Технические  условия»: битум 70-90 %, наполнитель 30-10%. Принимаем для задачи количество битума 80%  и для наполнителя 20%.

Определяем количество бетона:

Б = (80*1000)/100 = 800 кг  

Определяем количество наполнителя:                

Н = (20*1000)/100 = 200 кг

Ответ: для изготовления 1000 кг мастики необходимо 800 кг битума и 200 кг наполнителя.

 

Задача № 2

 Как изменится интенсивность  вибрации, если при постоянной  амплитуде А=0,5мм число колебаний  уменьшится с 4500 до 3000 колебаний  в минуту?

Решение:

А=0,5 мм = 0,05см

U=А² * Е³ 

Е₁  = φ/60 = 4500/60 = 75 кол/с

Е₁  = φ/60 = 3000/60 = 50 кол/с

U₁ = 0,0025*421875= 1054,69 см²/с³

U₂ = 0,0025*125000 = 312,5 см²/с³

U₁ / U₂  = 1054,69/312,5=3,38 раз.

Ответ: интенсивность вибрации уменьшится в 3,38 раз.

 

 

Вопросы

1. Лодочный  и без лодочный  способ формирования  листового стекла.

Стекла являются неорганическими  аморфными термопластичными материалами (микроконгломератами), обладающими  радом специфических свойств.  По своему строению и составу они  представляют собой системы типа истинного затвердевшего раствора из химических соединений кислотных  и основных оксидов. Имеется условное деление оксидов, входящих в стекло,  на стеклообразователи и модификаторы. Оксиды SiO₂, B₂O₃, P₂O₅ относятся стеклообразующим, поскольку каждый из них в чистом виде может самостоятельно образовать стекло; например, при 100% -ном содержании SiO₂ можно получить кварцевое стекло, которое обладает наиболее высокой температурой размягчения (1250 °С). Так называется температура, при которой абсолютная вязкость стекла составляет 10⁷ – 10⁸ Па ^.с. Введением оксидов – модификаторов (Na₂O, K₂O, CaO, BaO, MgO, PbO, AI₂O₃, Fe₂O₃, Sb₂O₃, ZnO и др.) существенно снижают температуру размягчения стекла и придают стеклу необходимые свойства.

Если главную стеклообразующую часть стекол составляет SiO₂, тогда стела называют силикатными. В зависимости от вида и содержания добавочных оксидов стекла называют алюмосиликатными, бороалюмосиликатными, алюмофосфатными и т.п. В строительстве в основном применяют силикатные стекла. Подбором химического состава стекла предопределяют смесь оксидов, называемую шихтой.

Производство строительного  стекла состоит из подготовки сырьевых материалов (дробление, помол, сушка, просеивание  и др.), приготовление шихты определенного  химического состава, варки стекла, формирования изделий и их обжига.

Для получения  стекла шихту  приготавливают из различных сырьевых материалов, содержащих необходимые  оксиды: кварцевый песок, сода или  сульфат натрия, поташ, известняк  и мел, доломит, пегматит, каолин, полевой  шпат и др. В малых количествах  в составы вводят стеклянный бой, красители (оксиды меди, хромат, кобальт, марганца и др.), осветлители (триоксид мышьяка, селитру и др.), глушители  и др. В последнее время используют отходы: доменные шлаки, кварцсодержащие материалы, тетраборат кальция и другие. Перемешивание измельченных компонентов в строго отдозированных количествах (согласно расчетам) производят в смесителях барабанного или тарельчатого типа. Готовую шихту загружают в ванную печь – бассейн, сложенный из огнеупорных брусьев, или в горшковую печь. Бассейны больших ванных печей вмещают до 2500т стекломассы – пластичного расплава шихты, образующегося при температуре свыше 1000 °С.

При нагревании шихты до температуры 1100-1150 °С происходят химические процессы силикатообразования, а при  дальнейшем повышении температуры  – стеклообразования. Шихты превращаются в однородную (гомогенную) стекломассу, но со значительным содержанием в  ней газовых включений (H₂O, CO₂  и др.).  Осветление и дальнейшая гомогенизация стекломассы осуществляются при температуре 1500-1600 °С, вязкость при этом уменьшается (до 10 Па^.с), что облегчает удаление газовой фазы. Последний этап варки стекла – охлаждение (студка) стекломассы. Чем медленнее происходит охлаждение стекломассы, тем больше вероятность перехода ее в кристаллическое состояние; чем выше скорость охлаждения, тем более высокой температуре соответствует «замороженное» состояние структуры.

Формирование изделий  осуществляют различными способами: вытягиванием ленты стекла лодочным и безлодочным  способами, прокатом, литьем, прессованием, выдуванием.

Вытягиванием изготавливают  листовые стекла толщиной 2-6 мм, стеклянные трубы, стекловолокно. Сущность лодочного способа получения листового стекла заключается в следующем. В бассейн (он обычно имеет длину 5-6 м при глубине 1,2-1,5 м) с готовой стекломассой, охлаждаемой до температуры, соответствующей необходимой вязкости (не ниже 10⁸ Па ^.с) погружается лодочка. Лодочка – это длинный прямоугольный шамотный брус со сквозным продольным вырезом, переходящим в верхней части в узкую щель. Под влиянием гидростатического напора стекломасса выдавливается через щель; растекание при этом не происходит. Если опустить на стекломассу, выдавливаемую из щели лодочки, горизонтально подвешенную стальную раму  -  «приманку», а затем оттягивать ее вверх с помощью валиков специальной машины ВВС  (вертикального вытягивания стекла), то за приманкой потянется лента стекла. Отформованная лента стекла охлаждается и отжигается в шахте машины. После выхода из шахты о нее отрезают листы требуемых размеров.

При безлодочном способе (вертикальном и вертикально –  горизонтальном) В стекломассу погружают  огнеупорный поплавок со сквозной щелью  или без нее. Поплавок способствует созданию направленного потока стекломассы, помогающего стабилизировать формирование ленты стекла. При этом способе  лента стекла поднимается непосредственно  со свободной поверхности стекломассы  с  помощью бортоформующих роликов.

Методом проката, при котором  стекломасса сливается на гладкую  поверхность и прокатывается  валками с гладкой или узорчатой  поверхностью, изготовляют крупноразмерное  листовое стекло (гладкое и узорчатое), коврово- мозаичные плитки, а также  стекло, армированное металлической  сеткой.

Стекло с высоким качеством  поверхности и утолщенное (8-30 мм) получают эффективным флоат – способом. При этом способе формирование ленты стекла происходит на поверхности расплавленного олова в результате растекания стекломассы. Такое стекло не нуждается в последующей полировке, имеет ровные края.

Прокатывая стекло и загибая  его края в форме швеллера или  коробки, получают профильное стекло. При изготовлении труб используют вальцевание, при котором непрерывная струя  стекломассы поступает на вращающийся  вал, распределяется по его поверхности  по спирали, затем развальцовывается  и разглаживается с помощью роликов.

Методом прессования в  формах с помощью керна (пуансона), создающего давление на стекломассу, изготавливают  изделия крупных размеров и большой  толщины (стеклоблоки). Методом центробежного  формирования (частота вращения форм 800-1200 об/мин) изготовляют цилиндры, трубы, свето- и радиотехнические приборы.

Отформованные изделия обязательно  обжигают для уменьшения внутренних напряжений в специальных печах  или в шахтах машин ВВС.

Если стекло нагреть до пластичного состояния, а затем  резко охладить его, то можно вызвать  появление равномерно распределенных остаточных напряжений, которые придают  стеклу повышенную механическую прочность  при ударе и изгибе, повышенную термостойкость. Этот процесс называют закалкой; для закалки используют электрические печи или шахтные  закалочные агрегаты. Высокопрочные  стекла получают путем химического  и термохимического упрочнения его  поверхности.

Некоторые стеклоизделия  подвергают декоративной обработке, в  частности напылению стеклопорошков плазменной горелкой на их подложки (листовое стекло, посуду). Листовое стекло шлифуют, полируют. Отходы шлифования можно  использовать при производстве автоклавных  силикатных материалов.

Разновидности ИСК, вяжущая  часть которых представлена затвердевшим неорганическим стеклорасплавом, называют стеклоконгломератами. Их изготовляют  пока в небольшом объеме, например стеклокремнезит, стекломрамор, стеклошамотный огнеупор. Общие закономерности формирования их структуры соответствуют общей  теории ИСК. В качестве заполнителей могут использоваться отходы от ремонта  различных печей (динасовые, шамотные, магнезитовые, шпинелевые и др.), а  также горные породы: кварцевый песок, мраморная крошка и др. Стекломасса  при затвердении вступает в физико – химическое взаимодействие с заполнителями, вследствии чего образуются пограничные  контактные зоны. Изготовление стеклоконгломератов  может производиться по двум принципиальным технологическим схемам: 1) расплав  стекломассы в минимально необходимом  количестве вводят в плотную смесь  огнеупорных заполнителей, температура  плавления которых выше, чем у  стекломассы (не менее чем на 50 °С); эта смесь перемешивается и формируется  с уплотнением в изделие; 2) сырец  изготовляют из тонкоизмельченного стекла, плавней, заполнителей, после  чего образовавшуюся шихту нагревают  до температуры плавления тонкоизмельченного стекла, что способствует цементации огнеупорного заполнителя и сырца  в стеклоконгломерат. Для повышения  деформативности, снижения хрупкости  применяют соответствующие добавки.

 

Рис. 1. Лодочный способ вытягивания стекла: а- лодка; б- схема вытягивания ленты стекла

Рис.2. Схема безлодочного вытягивания стекла:

1- растягивающие ролики; 2- холодильник; 3- перегибной вал

Рис. 3. Схема установки  для производства стекла по способу  флоат –процесса:

1- стекловаренная печь;

2- лоток для слива стекла;

3- флоат – ванна; 

4- место подачи газов защитной атмосферы;

5- печь отжига;

6- расплав олова

 

Рис. 4. Схема непрерывной прокатки листового стекла:

1- прокатные валики;

 2- арматурная сетка;

3- валик для арматурной  сетки; 

 4-выработочная часть стекловаренной печи;

5- сливной порог: 

6- плита; 

7- транспортирующие валики .

 

2. Какие лаки используются для окраски наружных поверхностей?

Лакокрасочными называют природные или синтетические  материалы, наносимые в жидком состоянии  на поверхность изделия тонким слоем  и образующие после отвердения покровные  пленки. Покрывают изделия или  конструкции лакокрасочными материалами  с целью защиты их от вредного воздействия  атмосферы, пара и газов, предохранения  от коррозии, загнивания и возгорания, но главное, для повышения художественно  – архитектурного качества фасадов  и внутренних помещений жилых  и промышленных зданий.

 К лакокрасочным материалам  относят: готовые красочные вещества (строительные краски), которые предназначены  для образования непрозрачного  декоративного и защитного покрытия  заданного колера; связующие вещества, пигменты и красители, служащие  для изготовления красочных веществ;  лаки, применяемые для образования  отделочного прозрачного покровного  слоя; эмали и вспомогательные материалы – шпаклевки и грунтовки, растворители и разжижители лаков и красок, пластификаторы и отвердители полимерных составов и некоторые специальные добавки, например сиккативы.

Качество лакокрасочных  покрытий обусловливается главным  образом пленкообразующим веществом. В зависимости от его разновидности  установлена номенклатура лакокрасочных  материалов. Основными компонентами этих материалов служат связующие вещества, пигменты и наполнители. Связующие  вещества сцепляют частицы пигмента и наполнителя, образуют прочную  пленку (слой) на обрабатываемой поверхности. Связующими веществами могут быть: олифы – в масляных красках; полимеры – в полимерных красках, лаках  и эмалях; каучуки – в каучуковых красках; клеи – в клеевых красках; неорганические вяжущие – в цементах, известковых и силикатных красках.

Лаками называют растворы синтетических или природных  смол, битумов и других пленкообразующих веществ в летучих растворителях. После нанесения на обрабатываемую поверхность тонкого слоя лака растворитель испаряется, в результате чего образуется твердая, блестящая, часто прозрачная пленка. Кроме двух основных компонентов  лаки содержат еще различные добавки  – пластификатор, отвердитель и  др.,  улучшающие свойства лакового покрытия.

В зависимости от пленкообразующих веществ и растворителей лаки разделяют на следующие виды.

Масляно – смоляные лаки – растворы алкидных или других синтетических полимеров (смол), модифицированные высыхающими маслами. Они широко применяются для наружной и внутренней отделки по дереву (мебель, деревянные полы и др.).

Смоляные лаки – растворы некоторых синтетических полимеров (смол) в органических растворителях. Значительное распространение в  строительстве получили лаки на основе мочевиноформальдегидного полимера, перхлорвиниловых и поливинилхлоридных композиций. Так, например, лаки на основе мочевиноформальдегидного полимера применяют и для покрытия паркетных и дощатых полов, для  отделки ДВП и ДСП. Перхлорвиниловые лаки широко используют для  лакирования масляных покрытий для придания им большей долговечности.