МУ_Материаловедение и ТКМ_1 и 2 КР. Методические указания и задания для выполнения контрольных работ 1 и 2 по разделу Материаловедение для студентов 2 курса заочной формы обучения специальности 271501 Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей
 Скачать 291.5 Kb.
|
|
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ Забайкальский институт железнодорожного транспорта Кафедра «Прикладная механика и инженерная графика» МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Методические указания и задания для выполнения контрольных работ №1 и № 2 по разделу «Материаловедение» для студентов 2 курса заочной формы обучения специальности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» Чита 2012 УДК 691 ББК НЗО-1 Рецензент: Профессор кафедры «Строительство железных дорог» Забайкальского института железнодорожного транспорта, доктор г.- м. наук З.Н. Киселева Сигачёв Н.П. С34 Материаловедение и технология конструкционных материалов. Методические указания и задания для выполнения контрольных работ №1 и № 2 по разделу «Материаловедение» для студентов 2 курса заочной формы обучения специальности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» / Н.П. Сигачёв, Т.И. Рубашкина - Чита: ЗабИЖТ, 2012. - с. Методические указания соответствуют государственному образовательному стандарту дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов». В методических указаниях предложены варианты контрольных работ №1 и №2 по разделу «Материаловедение»для студентов 2 курса заочной формы обучения специальности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» с методическими указаниями по их выполнению и вопросами для самопроверки. © Забайкальский институт железнодорожного транспорта (ЗабИЖТ), 2012 ВВЕДЕНИЕ Программа раздела «Материаловедение» дисциплины «Материаловедение и технология конструкционных материалов» для студентов заочной формы обучения специальности 271501 «Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей» в высших учебных заведениях железнодорожного транспорта предусматривает изучение физико-технических и механических свойств строительных материалов, изделий и деталей, применяемых в дорожном и гражданском строительстве, определение их качества, основ технологии изготовления и области их применения. Строительные материалы и изделия широко используют в строительном комплексе. Чем шире ассортимент, выше качество и ниже стоимость строительных материалов, тем успешнее осуществляется индустриальное строительство промышленных, жилых, гражданских, гидротехнических, дорожных, аэродромных, сельскохозяйственных, санитарно-технических и других инженерных сооружений и зданий. Инженер строительного профиля должен свободно ориентироваться в обширной номенклатуре строительных материалов, выбирать необходимый материал с учетом его качественных показателей, конкретных условий применения и стоимости, а также иметь представление об основах технологии изготовления материалов. Кроме этого, инженер должен освоить методы оценки качества сырья и готовой продукции, направляемой на строительство, правил приемки, хранения, транспортирования, экономного расходования и т.п. Эти знания приобретаются в результате изучения теории о сырье, его переработке для изготовления материалов, способах определения качества и многих других вопросов. Специалист должен также приобрести практические навыки в отношении проверки качества материала, изготовления образцов для их испытания, подбора рационального состава материала и т.п. Все эти знания и навыки приобретаются студентами при изучении специального курса «Материаловедение и технология конструкционных материалов» в объеме определенной программы. 1. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Строительные материалы классифицируются по технологическому признаку. К основным классам строительных материалов, применяемым в строительстве железных дорог и сопутствующей инфраструктуры, относятся:
Для сравнения различных видов материалов друг с другом основным критерием служат их технические свойства. Анализируя показатели технических свойств, можно сравнивать бетон и кирпич, цемент и известь и др. Программа предусматривает изучение студентами-заочниками теоретической части курса, с которой студенты самостоятельно знакомятся по учебникам. При изучении предмета кроме основной литературы студенты должны пользоваться дополнительной литературой, указанной ниже, а также использовать специальную техническую литературу, в том числе периодическую печать (журналы: «Строительные материалы», «Бетон и железобетон», «Транспортное строительство») и нормативную литературу (ГОСТ, СНиП, ТУ и др.). Для облегчения усвоения теоретической части курса студентам-заочникам читаются установочные и тематические лекции в период экзаменационной сессии, в которых излагаются наиболее сложные вопросы отдельных разделов курса, а также последние данные о современных достижениях в области строительных материалов и изделий. Для закрепления теоретических знаний и приобретения практических навыков программой предусмотрено выполнение двух домашних контрольных работ и курса лабораторных работ. Выполнение контрольных работ производится письменно в соответствии с вариантом, выбранном по двум последним цифрам учебного шифра. Например, если шифр оканчивается числом 46, то по первому контрольному заданию выполняется вариант 4, по второму – вариант 6. После рецензирования преподавателем контрольных работ студент сдает зачеты по этой работе. Студент, получивший зачеты по всем контрольным работам, допускается к зачету. 2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН РАЗДЕЛА «МАТЕРИЛОВЕДЕНИЕ» 2.1. Общие технические свойства строительных материалов Значение свойств материалов. Зависимость свойств от строения материала. Взаимосвязь различных свойств. Физические свойства: плотность вещества и плотность материала, относительная плотность. Методы их определения. Пористость - общая, интегральная, замкнутая и методы их определения. Классификация пористости. Гигроскопичность материала, методы ее оценки. Водопоглощение и методы его определения. Водостойкость материалов и факторы, ее определяющие. Причины возможного снижения прочности материала при насыщении водой. Коэффициент размягчения. Водонепроницаемость материала, методы определения. Морозостойкость материала и факторы, ее определяющие. Методы определения морозостойкости. Теплопроводность и теплоемкость строительных материалов и факторы, их определяющие. Термическая стойкость, огнестойкость и огнеупорность строительных материалов. Механические свойства: прочность, упругость и деформативность. Физическая природа прочности. Понятие о теоретической и реальной прочности материалов. Основные виды диаграмм деформаций. Хрупкие и пластичные материалы. Твердость материалов и методы ее определения. Методические указания: От инженера строительных специальностей требуется умение правильно оценить и выбрать материал, наиболее технически целесообразный и экономически рентабельный в данных условиях его эксплуатации. Для этого необходимо знать технические свойства строительных материалов. Оценка технических свойств и сравнение материалов между собой возможны по показателям и параметрам, которые получаются при испытаниях материалов. Каждый строительный материал должен удовлетворять определенным техническим требованиям ГОСТа или ТУ. Студенту нужно твердо знать, что важнейшие свойства строительных материалов определяют области их применения. При изучении свойств строительных материалов необходимо обратить внимание на зависимость между показателями технических свойств строительных материалов. Вопросы для самопроверки:
2.2. Природные каменные материалы Общие сведения и классификация горных пород. Состав, строение и свойства горных пород, применяемых в строительстве в качестве природных каменных материалов. Изверженные (магматические) горные породы: глубинные (граниты, сиениты, диорит, габбро); излившиеся (базальты и диабазы); обломочные (вулканический туф, пемза). Осадочные горные породы (известняки, песчаники, доломиты и др.). Метаморфические горные породы (мраморы, кварциты, гнейсы). Применение природных каменных материалов в транспортном строительстве. Методические указания: Приступая к изучению данного раздела, необходимо усвоить, что, в основном, все строительные материалы искусственные, а природные каменные материалы применяются в качестве исходного сырья при ихизготовлении. Студент должен освоить основные группы породообразующих минералов. Непосредственно из природных камней путем различной механической обработки изготавливают штучные камни, плиты для постройки и облицовки зданий, а также щебень, используемый в качестве заполнителя для приготовления тяжелых бетонов и для отсыпки железных дорог. Студенту должны быть известны основные операции по добыче и обработке каменных материалов, основные виды изделий из них и способы предохранения от выветривания. Студенту необходимо изучить классификацию горных пород, что облегчит усвоение их номенклатуры и химико-минералогического состава. Классификация горных пород дается по их происхождению и условиям образования. Следует обратить внимание, что горные породы подразделяются на три группы: изверженные, осадочные и метаморфические. Вопросы для самопроверки:
2.3. Минеральные вяжущие вещества Классификация минеральных вяжущих веществ. Воздушные вяжущие вещества: воздушная известь. Виды извести. Состав, получение, свойства и применение в строительстве. Гипсовые вяжущие вещества. Виды гипсовых вяжущих веществ. Строительный гипс: получение, состав, свойства и применение в строительстве. Высокопрочный строительный гипс. Ангидритовые вяжущие вещества. Жидкое (растворимое) стекло. Состав, свойства и применение в строительстве кислотоупорного цемента. Магнезиальное вяжущее: получение, состав, свойства и применение в строительстве. Гидравлические вяжущие вещества. Классификация гидравлических вяжущих. Портландцемент. Химический и минералогический состав портландцемента, Современная теория твердения портландцемента. Строение цементного камня, основные структурные составляющие. Строительно-технические свойства портландцемента. Нормальная густота и сроки схватывания цементного теста. Тепловыделение (экзотермия) и равномерность изменения объема при твердении. Активность и марки портландцемента. Влияние химико-минералогического состава клинкера портландцемента и тонкости его помола на физические и механические свойства цемента. Коррозия портландцементного камня под воздействием природных вод. Основные виды коррозии. Специальные портландцементы. Быстротвердеющий портландцемент. Состав, свойства и области рационального применения в строительстве. Пластифицированный и гидрофобный портландцементы. Состав, свойства и применение. Сульфатостойкий портландцемент и портландцемент с умеренной экзотермией. Состав, свойства и применение. Белый и цветные портландцементы. Пуццолановый портландцемент. Состав пуццоланового портландцемента. Активные минеральные добавки и их классификация. Схема получения пуццоланового портландцемента. Достоинства и недостатки пуццоланового портландцемента в сравнении с обычным портландцементом и области его рационального применения в строительстве. Шлакопортландцемент. Состав шлакопортландцемента. Строительно-технические свойства шлакопортландцемента и области его рационального применения в строительстве. Глиноземистый цемент. Химико-минералогический состав. Отечественный способ получения глиноземистого цемента. Строительно-технические свойства и области рационального использования в строительстве. Высокоглиноземистые цементы, их химико-минералогический состав и назначение. Расширяющиеся и безусадочные цементы. Состав, свойства и применение в строительстве гипсоглиноземистого цемента, безусадочных и расширяющихся цементов на базе портландцементного клинкера- Напрягающие цементы. Состав, свойства и применение в строительстве. Методические указания: Базисом для изучения раздела о минеральных вяжущих веществах являются знания, полученные студентом в разделе «Природные каменные материалы». Минеральные вяжущие вещества - это порошки, полученные в результате тонкого помола обожженных природных камней. При затворении вяжущего водой образуется тестообразная масса, способная затвердеть в воздушных условиях, и после затвердения набирать прочность во времени. Вяжущие, способные затвердевать и набирать прочность только на воздухе, называются воздушными в отличие от гидравлических, рост прочности которых обусловливается твердением во влажной или водной среде. Изучение минеральных вяжущих веществ необходимо начинать с воздушных, технология производства и химический состав которых являются более простыми. К ним относятся воздушная известь, гипсовые вяжущие вещества, магнезиальные вяжущие вещества, а также растворимое стекло. Изучение каждого вяжущего вещества следует проводить по следующей схеме: - исходное сырье и технология производства; - состав вяжущего и процесс его твердения после затворения водой; - свойства вяжущего; - правила хранения и транспортирования. По этой же схеме изучаются гидравлические вяжущие вещества: портландцемент и его разновидности (пластифицированный, быстротвердеющий, гидрофобный, с умеренной экзотермией, дорожный, белый и цветной цементы с активными минеральными добавками, шлакопортландцемент и др.). Наряду с этими цементами изучаются глиноземистый, гипсоглиноземистый, расширяющиеся и напрягающие цементы. При изучении расширяющихся и напрягающих цементов следует обратить внимание на отличительные особенности группы напрягающих цементов, которые при своем твердении расширяются при большой прочности цементного камня, что позволяет им растягивать арматуру. Применяя эти цементы, получают преднапряженные изделия без использования натяжных устройства и механизмов. Следует обратить особое внимание на добавки, которые применяются при выпуске портландцемента и других вяжущих веществ с целью экономии клинкера и придания этим вяжущим новых свойств. Вопросы для самопроверки:
2. 4. Керамические изделия Классификация керамических изделий. Сырьевые материалы. Глины, их состав и свойства. Схема производства керамических изделий. Стеновые керамические материалы. Кирпич глиняный обыкновенный — технология производства, свойства и применение. Кирпич пустотелый, пористо-пустотелый, легкие и пустотелые керамические камни и их подразделение на классы по объемной массе. Марки стеновых керамических материалов. Кирпич и камни специального назначения, кирпич глиняный и лекальный, камни для канализационных сооружений и кирпич для дорожных одежд. Пустотелые керамические изделия для перекрытий. Керамические изделия для облицовки фасадов зданий: облицовочный кирпич и лицевые керамические камни, ковровая керамика, плитки фасадные малогабаритные, плиты керамические фасадные. Легкие пористые заполнители для бетона. Керамзит, его изготовление, свойства, применение. |