- •Н.В. Храмцов Основы материаловедения
- •Введение
- •Общие понятия о материалах
- •Исходные понятия
- •1.2. Классификация материалов
- •1. 3. Качество материалов
- •2. Свойства материалов
- •2.1. Химический состав. Макро и микроструктура металлов
- •2.2. Физические свойства материалов
- •Значения плотности некоторых материалов*
- •Взаимосвязь плотности с другими показателями
- •Где ф и o - прочность пористого (фактического) и беспористого материала;
- •Следовательно, более пористые материалы имеют более низкую прочность (рис. 2.2) по сравнению с материалами, имеющими меньше пор. Температурные характеристики
- •Т аблица 2.4 Некоторые температурные характеристики материалов
- •Коэффициенты теплопроводности материалов
- •Теплота плавления
- •Коэффициенты теплоемкости материалов
- •Коэффициенты линейного расширения материалов
- •Характеристики взаимодействия материалов с жидкостями и газами
- •Коэффициенты водопоглащения материалов
- •Электромагнитные свойства
- •Магнитные свойства материалов
- •2.3. Механические характеристики материалов
- •У сталостные испытания
- •2.4. Технологические свойства
- •Потребительские показатели качества материалов
- •Влияние воздуха и воды на свойства материалов
- •Влажность воздуха
- •Точка росы
- •2.7. Экологическая безопасность строительных материалов
- •Средние затраты энергии на производство единицы продукции
- •3. Металлы и сплавы
- •3.1. Кристаллическая структура металлов
- •3.2. Чугуны и стали
- •Сравнительные показатели чугунов и сталей
- •3.3. Углеродистые и легированные стали
- •Легированные стали
- •Арматурные стали
- •3.4. Жаростойкие и тугоплавкие металлы и сплавы
- •3.5. Термообработка сталей
- •Закалка сталей
- •3.6. Общие свойства цветных металлов и сплавов
- •Свойства цветных металлов
- •3.7. Алюминиевые сплавы
- •3.8. Медные сплавы
- •3.9. Свинец, олово, серебро и цинк
- •3.10. Титан и его сплавы
- •4. Каменные строительные материалы
- •4.1. Природные каменные материалы
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы
- •Определение марки цемента в результате испытаний
- •4.3. Искусственные каменные материалы
- •Классификация бетонов
- •Классификация керамики
- •Основные различия между силикатными и керамическими кирпичами
- •4.3. Современные стеновые строительные материалы
- •5. Органические материалы
- •5.1. Лесоматериалы
- •Защита древесины от гниения и возгорания
- •5.2. Строительные изделия из древесины
- •Изделия из древесины
- •5.3. Использования древесных отходов
- •5.4. Органические вяжущие
- •5.5. Современные технологии деревянного домостроения
- •Клееные брусья
- •Термодревесина
- •6. Порошковые и композиционные материалы
- •6.1. Классификация порошковых материалов
- •Классификация порошковых материалов
- •Конструкционные металлические порошковые материалы по назначению могут быть:
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей
- •6.3. Композиционные материалы
- •Примерами композиционных материалов являются:
- •7. Полимерные и пластические материалы
- •7.1. Общие свойства
- •Классификация полимерных материалов
- •Достоинства пластмасс:
- •Недостатки пластмасс:
- •7.2. Термопластичные полимеры
- •Группы полимерных материалов
- •Классификация наполнителей полимерных материалов
- •7.3. Изготовление и ремонт деталей
- •Сварка полимерных материалов
- •Способы сварки пластмасс
- •Клеевые составы на основе эпоксидных смол
- •7.5. Резиновые материалы
- •8. Основы получения сырья, обработки материалов, изготовления деталей и сборки конструкций
- •8.1. Добыча сырья
- •8.2. Изготовление материалов
- •Поризация строительных материалов
- •8.3. Обработка камня
- •8.4. Обработка древесины
- •8.5. Литье и прокатка металлов
- •Технология изготовления бесшовных труб
- •8.6. Резка металлов
- •Причины затрудненной резки некоторых сплавов
- •8.7. Антикоррозионная защита металлов и сплавов
- •8.8. Механическая обработка металлов
- •8.9. Сборка деталей
- •9. Сварка металлов
- •9.1. Классификация способов сварки
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.2. Тепловые процессы при сварке
- •9.3. Основы электродуговой сварки и наплавки
- •9.4. Ручная электродуговая сварка и наплавка
- •9. 5. Особенности сварки чугуна и алюминия
- •9.7. Газовая сварка и наплавка
- •9.8. Оценка качества сварки
- •Методы контроля с разрушением сварного соединения
- •10. Перспективные технологии
- •10.1. Нанотехнологии
- •Размерные приставки для единиц измерения
- •Фуллерены
- •Нанотрубки
- •Шунгиты
- •Шунгит имеет следующие замечательные свойства:
- •Нанобетоны и наноасфальты
- •Полимерцементогрунт
- •Области применения наноматериалов
- •Научные перспективы
- •10.2. Фаббер-технологии в производстве деталей и строительных конструкций
- •10.3. Лазерные технологии
- •Характеристики резки материалов лазером мощностью 1,5 кВт
- •Литература
- •4.2. Вяжущие неорганические материалы -82
- •5. Органические материалы -102
- •6. Порошковые и композиционные материалы - 111
- •6.2. Получение металлических порошков и изготовление деталей -115
- •7. Полимерные и пластические материалы -120
- •9. Сварка металлов - 163
- •Механические свойства арматурной стали по классам
5.4. Органические вяжущие
Вяжущие материалы применяют для изготовления растворов и бетонов. По происхождению различают два их вида: неорганические (цемент, известь, гипс) и органические (горные сланцы, битумы, дегти, пеки).
Органические минеральные вещества классифицируют по происхождению и способу производства:
природные (горные сланцы);
искусственные (битумы), получаемые в результате переработки нефтяного сырья.
Дегтевые вещества (деготь и пек) получают только искусственным путем в процессе нагрева (500…600С) без доступа воздуха твердых видов топлива (каменных и бурых углей, сланца, торфа и древесины).
Битумы эффективно используют для гидроизоляции фундаментов зданий и крыш (пристроек, гаражей). Битум нагревают до жидкой консистенции (для снижения вязкости в него можно добавлять дизельное топливо), наносят на бетонное основание крыши, расстилают на горячую жидкость рубероид, прикатывают его и после охлаждения образуется водостойкое и достаточно прочное покрытие.
Асфальтовые строительные растворы и бетоны
Асфальтовый раствор - строительный раствор на основе асфальтового вяжущего и мелкого минерального наполнителя. Они представляют собой смесь нефтяного битума с тонкомолотыми наполнителями - порошками известняка, доломита, мела, асбеста, шлака. Прочность обусловлена соотношением компонентов битума и наполнителя и пористостью после уплотнения и затвердевания. При оптимальном соотношении (максимальной прочности) весь битум адсорбирован в виде тонких непрерывных пленок на поверхности частиц наполнителя (песка). Состав асфальтового раствора должен быть таким, чтобы пустоты в песке были заполнены асфальтовым вяжущим веществом с избытком до 10…15% для полного обволакивания песчинок.
Асфальтовые бетоны укладывают в горячем или холодном состоянии. Структура покрытия при горячей укладке формируется непосредственно в период уплотнения массы катками, а холодного - в течение 10…30 суток.
Асфальтовые бетоны делятся на следующие виды:
По виду крупного заполнителя:
щебеночные;
- гравийные.
По температуре укладки и уплотнения и вязкости бетона:
- горячие (80…100С);
- теплые (40…60С);
- холодные (15…20С).
По максимальной крупности зерен наполнителя:
- крупные - до 40 мм;
- редние - до 25 мм;
- мелкозернистые - до 15 мм;
- песчаные – до 5мм.
По пористости:
- плотные (пористость 5…7 %);
- газовоздушные (пористость выше 7%).
Пористость ухудшает долговечность бетона, т.к. с ее возрастанием увеличивается водопоглащение, в результате чего снижаются морозо - и коррозийная стойкость. На прочность бетона существенно влияет температура; например, если бетон имел при 20 С предел прочности на сжатие 2,3 МПа, то при 50 С будет иметь только 1,0 МПа.
5.5. Современные технологии деревянного домостроения
Дом, сарай, баню можно построить из круглых или оцилиндрованных бревен, из сплошного или клееного бруса.
При работе с брусом меньше подгоночных работ, чем с бревном: подгоняются брусья, сверлятся отверстия, устанавливаются для крепления между брусьями деревянные или металлические шканты, между брусьями укладывается мох, пакля или другой теплоизолирующий материал. Дому, собранному из бревен или бруса, дают годичную усадку (осадка строения составляет до 10…12 %), а после этого, обкладывают кирпичом (в полкирпича), или обшивают металлическим или пластмассовым сайтингом.
Внутренние поверхности тоже приходится дополнительно выравнивать (штукатурка, панели,..). Бревна и брус очень сильно деформируются в процессе сушки, возникают трудности при сборке дома из этих «кривых» элементов.