Реферат: Системы технологий промышленности. Строительные материалы

Тема № 18. Строительные материалы

План работы:

1. Основные виды строительных материалов, их классификация и применения в строительстве.

2. Получение и применение естественных строительных материалов, минеральных вяжущих веществ и искусственных каменных строительных материалов.

3. Перспективы развития производства строительных материалов.

4. Производство цемента. Классификация цементов.

1. Основные виды строительных материалов, их классификация и применения в строительстве.

В строительстве используют большое количество разнообразных материалов. По назначению строительные материалы принято делить на следующие группы:

ü вяжущие строительные материалы (воздушные вяжущие, гидравлические вяжущие). В эту группу входят различные виды цементов, известь, гипс;

ü стеновые материалы — ограждающие конструкции. К этой группе относятся естественные каменные материалы, керамический и силикатный кирпич, бетонные, гипсовые и асбестоцементные панели и блоки, ограждающие конструкции из стекла и силикатного ячеистого и плотного бетона, панели и блоки из железобетона;

ü отделочные материалы и изделия — керамические изделия, а также изделия из архитектурно-строительного стекла, гипса, цемента, изделия на основе полимеров, естественные отделочные камни;

ü тепло- и звукоизоляционные материалы и изделия — материалы и изделия на основе минеральных волокон, стекла, гипса, силикатного вяжущего и полимеров;

ü гидроизоляционные и кровельные материалы — материалы и изделия на основе полимерных, битумных и других связующих, асбестоцементный шифер и черепица;

ü герметизирующие — в виде мастик, жгутов и прокладок для уплотнения стыков в

сборных конструкциях;

ü заполнители для бетона — естественные, из осадочных и изверженных горных пород в виде песка и щебня (гравия), и искусственные пористые;

ü штучные санитарно-технические изделия и трубы

— из металлов, керамики, фарфора, стекла, асбестоцемента, полимеров, железобетона, различных пластических масс.

Классификация строительных материалов

по назначению позволяет выявить наиболее эффективные материалы, определить их взаимозаменяемость и после этого правильно составить баланс производства и потребления материалов.

По виду исходного сырья строительные материалы делят на:

–

Природные;

–

Искусственные;

–

Минеральные;

–

Органические;

Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки древесных материалов. Этим материалам при изготовлении изделий из них придают определенную форму и рациональные размеры, не изменяя их внутреннего строения, химического и вещественного состава. Чаще других из природных используют древесные и каменные материалы и изделия. Кроме них, в готовом к употреблению виде или при механической обработкеможно получить природный битум или асфальт, камыш, торф, костру и другие природные продукты.

Основные направления использования природных материалов:

1.

Облицовка зданий и инженерных сооружений ( набережные, мосты и т.д.), возведение стен зданий, настилка полов и устройство лестниц, применение в качестве заполнителей для бетонов и растворов, а также в дорожном и гидротехническом строительстве.

2.

Использование в промышленности для получения других материалов: керамики, вяжущих веществ (цемента, извести, гипса) стекла и др.

Искусственные строительные материалы разделяют по главному признаку их отвердевания (формирования структурных связей) на:

o

безобжиговые — материалы, отвердевание которых происходит при обычных, сравнительно невысоких температурах с кристаллизацией новообразований из растворов, а также материалы, отвердевание которых происходит в условиях автоклавов при повышенных температуре (175-200 °С) и давлении водяного пара (0,9-1,6 МПа);

o

обжиговые — материалы, формирование структуры которых происходит в процессе их термообработки в основном за счет твердофазовых превращений и взаимодействий.

Указанное деление является отчасти условным, ибо не всегда возможно определить четкую границу между материалами.

В конгломератах без обжигового типа цементирующие вяжущие представлены неорганическими, органическими, полимерными, а также смешанными (например, органоминеральными) продуктами. К неорганическим вяжущим относят клинкерные цементы, гипсовые, магнезиальные и др.; к органическим -битумные и дегтевые вяжущие вещества и их производные; к полимерным — термопластичные и термореактивные полимерные продукты.

В конгломератах обжигового типа роль вяжущего играют керамические, шлаковые, стекольные и каменные расплавы.

Органические вяжущие вещества позволяют получать конгломераты, отличающиеся: по температуре их применения в строительстве — горячие, теплые и холодные асфальтобетоны; по удобообрабатываемости — жесткие, пластичные, литые и др.; по размеру частиц заполнителя — крупно-, средне- и мелкозернистые, а также тонкодисперсные.

Полимерные вяжущие вещества

— важные компоненты при изготовлении полимербетонов, строительных пластмасс, стеклопластиков и других, нередко называемых композиционными материалами.

Классификация искусственных строительных материалов (конгломератов), объединяемая общей теорией, расширяется с появлением новых вяжущих веществ, разработкой новых искусственных заполнителей, новых технологий или существенной модернизацией существующих, созданием новых комбинированных структур.

2. Получение и применение естественных строительных материалов, минеральных вяжущих веществ и искусственных каменных строительных материалов.

Природные, или естественные, строительные материалы и изделия получают непосредственно из недр земли или путем переработки древесных материалов. Этим материалам при изготовлении изделий из них придают определенную форму и рациональные размеры, не изменяя их внутреннего строения, химического и вещественного состава. Чаще других из природных используют древесные и каменные материалы и изделия. Кроме них, в готовом к употреблению виде или при механической обработкеможно получить природный битум или асфальт, камыш, торф, костру и другие природные продукты.

Природными каменными материалами называют строительные материалы, получаемые из горных пород за счет применения лишь механической обработки (дробления, раскалывания, распиливания, шлифования, полирования и др.). В результате такой обработки природные каменные материалы почти полностью сохраняют физико-механические свойства горной породы, из которой они были получены. Природные каменные материалы широко применяют в строительстве, они являются также основным сырьем для получения минеральных вяжущих веществ и искусственных каменных материалов.

По происхождению горные породы разделяют на три группы: магматические (изверженные), осадочные и метаморфические.

Виды природных каменных материалов и изделий.В строительстве используют различные виды природных каменных материалов и изделий: бутовый камень, стеновые камни и блоки, облицовочные камни и плиты, кровельные плитки и др.

Бутовый каменьприменяют в строительстве в виде кусков горной породы неправильной формы (рваный бут) или неправильных плит. Рваный бут получают из осадочных горных пород (известняков, доломитов, песчаников) взрывным способом, а плиты (постелистый бут и плитняк) добывают из слоистых горных пород при помощи клиньев, ударных механизмов и др. В нем не должно быть трещин, расслоений и рыхлых прослоек, снижающих его строительные свойства.

Бутовый камень служит материалом для кладки фундаментов, стен не отапливаемых зданий и сооружений, подпорных стенок и др. Отходы при заготовке бутового камня дробят и используют в виде щебня для бетонов.

Стеновые камни и блоки изготовляют из известняков, вулканических туфов и других горных пород плотностью до 2200 кг/м3. Размеры камней для ручной кладки 390х190х190 мм, размеры укрупненных блоков для механизированной кладки устанавливают исходя из прочности породы и грузоподъемности кранов. Правильную геометрическую форму и требуемые размеры камней и блоков получают, как правило, выпиливая их из массива при помощи камнерезных машин; значительно реже выпускают колотые штучные камни. Лицевая поверхность стеновых камней и блоков должна отвечать требованиям декоративности.

Камни и блоки из легких горных пород являются в ряде районов нашей страны местными материалами. Стены жилых и общественных зданий из легких природных камней и блоков значительно дешевле кирпичных и имеют красивый внешний вид.

Облицовочные камни и плиты изготовляют из блоков природного камня путем их распиливания или раскалывания с последующей механической обработкой. Горные породы для получения блоков-полуфабрикатов следует выбирать с учетом эксплуатационных условий, в которых будут находиться изготовленные из них облицовочные изделия. Так, горные породы, предназначенные для наружной облицовки, должны быть атмосферостойкими, без трещин и следов выветривания, иметь красивую и неизменную окраску. Для этой цели применяют: граниты, сиениты, диориты, габбро, лабрадориты, кварциты, плотные известняки, туфы, песчаники. Горные породы, используемые для внутренней облицовки, должны иметь красивую окраску и легко полироваться. Чаще всего для внутренней облицовки применяют мрамор.

Облицовочные камни и плиты бывают пилеными и тесаными. Пиленые изделия, как правило, дешевле и долговечнее тесаных, так как при распиловке горных пород удается получать сравнительно тонкие изделия без микротрещин, которые возникают при теске камня.

Плиты для облицовки стен и настилки полов должны иметь прямоугольную форму и заданные размеры. Кроме того, лицевой поверхности плит придают различную декоративную фактуру. В зависимости от способа выполнения фактуры делят на: ударные, получаемые скалыванием частиц камня (фактура «скалы», бугристая, бороздчатая, точечная, рифленая), и абразивные, получаемые путем истирания поверхности различными абразивами (пиленая, шлифованная, лощеная, зеркальная).

Плиты и камни из изверженных горных пород (граниты, лабрадориты, габбро и др.) применяют для наружных облицовок цоколей и фасадов монументальных зданий, долговечных и декоративных полов в помещениях общественных зданий с интенсивными людскими потоками, например, на станциях метрополитена, вокзалах и в универмагах, а также для облицовки набережных, гидротехнических сооружений и др. При производстве мраморных плит получают большое количество отходов в виде обрезков, которые используют для устройства мозаичных полов.

Из природного камня, кроме облицовочных плит, изготовляют профильные детали, например плинтусы, угловые детали и детали граненых и каннелированных облицовок, а также ступени, подоконники и др.

Кровельные плиткииз глинистого (кровельного) сланца весьма долговечный кровельный материал для сельского строительства. Раскалывая и отрубая материал, ему придают прямоугольную или ромбическую форму.

В дорожном строительстве широко применяют разнообразные изделия из природного камня, например брусчатку, колотый или булыжный камень, бортовые камни. Эти изделия изготовляют из изверженных или осадочных горных пород, которые должны иметь высокую прочность, низкое водопоглощение, хорошо сопротивляться ударным и истирающим нагрузкам, быть морозостойкими, а также не должны быть затронуты выветриванием. Такие же требования предъявляют к каменным материалам (граниту, диориту, диабазу, габбро), предназначенным для защитных плит-оболочек гидротехнических сооружений. Материалы и изделия из природного камня (базальта, диабаза и др.) используют также для конструкций, работающих при высоких температурах. Кроме того, материалы и изделия из гранита, диорита, кварцита, базальта, диабаза и кремнистого песчаника в виде облицовочных камней и плит правильной формы применяют для защиты конструкций зданий и аппаратов от воздействия кислот.

Производство каменных материалов и изделий включает добычу горной породы и ее обработку.

Добыча камня.В тех случаях, когда горные породы залегают неглубоко или выходят на поверхность земли, добыча их ведется открытым способом в карьерах. Горные породы, залегающие на большой глубине, добывают подземным способом в каменоломнях или шахтах.

Плотные горные породы, предназначенные для получения щебня или бутового камня, обычно разрабатывают взрывным способом, однако для получения из горной породы плит и блоков больших размеров взрывной способ не применяют, так как в породе могут образовываться трещины. Отдельные блоки выпиливают или выламывают из массива камнерезными и врубовыми машинами, а также специальным инструментом.

Легкообрабатываемые горные породы, например туф и известняк-ракушечник, добывают механизированным способом при помощи камнерезных машин, режущими элементами которых являются горизонтальные и вертикальные дисковые пилы со вставными резцами. Камнерезную машину устанавливают на тележке, которая передвигается по рельсовому пути вдоль забоя. При помощи дисковых плит, располагаемых в трех взаимноперпендикулярных плоскостях, камнерезной машиной из массива выпиливают блоки определенных размеров и правильной геометрической формы. На открытых разработках хорошо служит камнерезная машина конструкции Галанина. Существуют также камнерезные машины, выпиливающие крупные блоки, которые затем другими машинами разрезают на плиты.

Рыхлые горные породы (песок, гравий, глину) добывают открытым способом, применяя одно- и многоковшовые экскаваторы и другие машины.

Древесина — это важный материал, широко применяемый в строительной промышленности, так как он обладает высокой прочностью при небольшой плотности, малой теплопроводностью, легкостью механической обработки. Вместе с тем в древесине присутствуют и недостатки: неравнозначность ряда свойств в различных направлениях, легкая загниваемость и возгораемость, высокая гигроскопичность, наличие ряда пороков.

Лесоматериалы подразделяют на необработанные (круглые) и обработанные (пиломатериалы, колотые лесоматериалы, шпон и др.)

Круглые лесоматериалы — очищенные от сучьев отрезки древесных стволов:

· бревна строительные и пиловочныедолжны иметь диаметр верхнего торца не менее 14 см и длину 4 — 6,5 м, должны быть ошкурены и опилены под прямым углом к продольной оси. По качеству бревна подразделяют на три сорта:

· подтоварник — часть ствола дерева с диаметром верхнего торца 8 — 13 см и длиной 3 — 9 м;

· жерди имеют диаметр верхнего торца 3 см и длину 3 — 9 м;

· рудничные стойки - круглый лесоматериал длиной 0,5 — 5 м и толщиной в верхнем торце 7 — 30 см. Отклонения длины стоек допускаются в размере ±2 см, диаметра ±0,5 см для стоек толщиной до 11 см (включительно) и ±1 см для стоек толщиной 12 см и более.

Пиломатериалы изготавливают путем продольной распиловки пиловочных бревен:

· пластины или распилы — распиловкой бревна на две половины;

· четвертины — распиловкой по двум взаимно перпендикулярным диаметрам;

· горбыль или обапол — срезанная наружная часть бревна. Обапол может быть горбыльным, когда пропил имеется только с одной стороны или дощатым — с пропилом с двух сторон;

· доски - пиломатериал, ширина которого более двойной толщины. Толщина досок 13 -100 мм, ширина — 80 — 250 мм. Доски хвойных пород имеют длину до 6,5 м, лиственных — до 5 м с градацией через 0,25 м. Доски бывают необрезные (с неопиленными кромками на всю длину или на половину доски) и обрезные (пропил должен быть более чем на половину длины доски). По качеству древесины и обработке доски подразделяют на пять сортов — отборный, 1, 2, 3 и 4;

· брусья имеют толщину или ширину 100 — 250 мм при отношении ширины к толщине менее двух. Брусья, опиленные с двух сторон, называют двухкантными или шпальным брусом, а пропиленные с четырех сторон — четырехкантными;

· бруски — пиломатериал типа бруса толщиной до 100 мм, длина его та же что и у досок.

Рис.1. Пиломатериалы

(а – пластины, б – четвертины, в – горбыль, г – доска необрезная, д – доска полуобрезная,
е – доска обрезная, ж – брус четырехкантный, з – брус чистообрезной)

Изделия из древесины: — строганные погонажные изделия — доски для полов, шпунтованные доски, фальцевые доски; профильные погонажные изделия — плинтусы и галтели, поручни для перил, наличники для оконных и дверных коробок, а также доски подоконников;

· изделия для паркетных полов — штучный, наборный и щитовой паркет, а также паркетные доски;

· столярные плиты — реечные щиты, оклеенные с одной или двух сторон строганной фанерой или шпоном (для дверей, перегородок, полов и щитовой мебели);

· строительная фанера — плоский лист, состоящий из трех, пяти и более слоев шпона. Шпон получают на лущильных станках путем срезания слоя древесины (березы, ели, сосны и т.д.) в виде непрерывной широкой ленты с вращающегося предварительно распаренного кряжа и последующего раскраивания на форматные листы. Листы шпона склеивают таким образом, чтобы волокна двух смежных слоев были взаимно перпендикулярны, что придает фанере прочность большую, чем у древесины. Фанеру выпускают толщиной до 22 мм. Фанера бывает повышенной, средней и ограниченной водостойкости.

Рис. 2. Погонажные изделия />

(а – шпунтованные доски, б – фальцовые доски, в – плинтус, г – наличник, д — поручень)

Основные сведения о минеральных вяжущих и их классификация: Минеральными вяжущими веществами называют искусственно получаемые порошкообразные тонкодисперсные материалы, которые при заполнении водой (водными растворами) образуют пластичное тесто, способное в результате физико-химических процессов затвердевать, т. е. переходить в камневидное состояние. Это свойство минеральных вяжущих веществ позволяет широко использовать их для приготовления строительных растворов и бетонов, а также для производства различных безобжиговые искусственных каменных материалов, изделий и деталей, клеящих и красочных составов. Это самая большая по номенклатуре, наиболее распространенная и значимая по применению группа строительных материалов.

Минеральные вяжущие вещества разделяют на воздушные и гидравлические. Воздушные вяжущие — вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность только на воздухе. K воздушным вяжущим относятся воздушная известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие, жидкое стекло и др.

Гидравлическимивяжущими называют вещества, которые способны твердеть, длительное время сохранять и повышать свою прочность не только на воздухе, но и в воде. K гидравлическим вяжущим относятся гидравлическая известь, романцемент, портландцемент и его разновидности, глиноземистый цемент, водоне

еще рефераты

Еще работы по технологии

Реферат по технологии

Оптимальный раскрой промышленных материалов

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Светолокационный измерительный преобразователь расстояния до нижней границы облаков

29 Августа 2013

Реферат по технологии

Расчет размерных цепей. Стандартизация

25 Июня 2015

Реферат по технологии

Диффузионный CO2 лазер ВЧЕ-разрядом

29 Августа 2013