 |
Древесные материалы и изделия
|
|
|
|
КУРСОВАЯ РАБОТА
По дисциплине: Строительные материалы
На тему: Классификация строительных материалов
Выполнил: Мелешенко С.
Студент 13 гр.
Астана, 2010
Содержание
Древесные материалы и изделия
Стекло. Изделия из стекла
Минеральные вяжущие. Гипс
Природные каменные материалы
Керамические материалы и изделия
Древесные материалы и изделия
Все строительные материалы могут быть разделены на 2 обширных класса: естественные и искусственные. Группа древесных материалов, благодаря науке и технике, уже не могут быть однозначно и полностью названы природными материалами. Сегодня древесные материалы это, как правило не просто механически обработанная натуральная древесина, а древесина, подвергнутая сложной технологической (химической, термической, физико-механической) обработке, это нередко композиционные материалы, в которых натуральная древесина - лишь один из основных ингредиентов смеси или слоистой конструкции. Такие древесные материалы обладают по сравнению с натуральной древесиной значительно улучшенными эксплуатационными свойствами: повышенной прочностью, огнестойкостью, стойкостью к гниению, при необходимости менее анизотропны и т.д. В зависимости от способа изготовления древесные материалы подразделяют на древесину прессованную, пропитанную, слоистую клееную, древесные пластики и плиты (ДСП и ДВП).
Материалы из древесины, сохранившие ее природную физическую структуру и химический состав, называют лесоматериалами. Их подразделяют на необработанные и обработанные.
Необработанные лесоматериалы представляют собой продукцию лесозаготовительной промышленности, получаемую из спиленных деревьев путем очистки от ветвей и разделения поперек ствола на части требуемой длины. Поскольку поперечное сечение этих материалов имеет форму, близкую к кругу, их называют круглыми.
|
|
|
Круглые лесоматериалы в строительстве применяют весьма ограниченно, а используют, в основном, как сырье для лесопильной, фанерной, целлюлозно-бумажной, лесохимической и других отраслей промышленности. Материалы, выработанные из круглого леса и сохранившие природную структуру и свойства древесины, относят к группе обработанных лесоматериалов.
Из хвойных пород в строительстве наиболее широко применяют лиственницу, сосну, ель; из лиственных - дуб, березу, бук, осину, липу. Лиственные породы особенно многочисленны и разнообразны по свойствам. Наиболее распространенные хвойные породы по сравнению с лиственными имеют древесину лучшего качества, хорошую прямизну и длину ствола. Их используют в строительстве гораздо больше, чем лиственные породы.
Во всяком дереве различают следующие основные части: крону (ветви с листьями), ствол и корни. Каждая из них выполняет определенные функции, необходимые для жизни дерева. Главную часть дерева и его основную массу (50-90% от объема) составляет ствол, являющийся основным сырьем для производства всех видов древесных строительных материалов. Изучая разрезы ствола дерева по трем направлениям - поперечному, проходящему перпендикулярно оси ствола; радиальному, проходящему вдоль ствола через его ось; тангенциальному, проходящему вдоль ствола по хорде поперечного сечения, - можно получить достаточно полное знакомство с макроструктурой древесины, хорошо видимой при небольшом увеличении или даже невооруженным глазом.
Неправильное строение древесины (наряду с повреждениями и заболеваниями) относят к порокам, снижающим ее качество и, в первую очередь механические свойства. Количество пороков определяет и сам сорт древесины.
|
|
|
Пороки древесины:
1. Наличие сучков - круглых и овальных, групповых, сросшихся и несросшихся.
2. Трещины - могут появляться как в процессе роста дерева, так и в технологическом процессе.
3. Пороки формы ствола - сбежемость, кривизна или эксцентричность ствола, наросты, грибковые поражения, плесень на стволе, цветная заболонь, домашняя (белая) плесень, химические окрасы.
4. Поражение насекомыми.
5. Технологические пороки-трещины, искревления.
Свойства древесины, как функциональные, так и эстетические, определяются структурой и составом различные ее пород. Свойства древесины одной и той же породы различаются в зависимости от возраста дерева, места и условий его роста, влажности древесины и т.д. В свою очередь, физические и механические свойства древесины определяют способы ее заготовки и переработки в строительные материалы и изделия, области применения и условия эксплуатации деревянных конструкций. Важнейшие физические свойства древесины: плотность (в воздушно-сухом состоянии), влажность, проницаемость для жидкостей и газов, запах, текстура, цвет, блеск и др. Эстетические характеристики древесины играют немаловажную роль в определении областей ее применения как декоративно-отделочного материала. А в случае применения древесины как конструкционного материала первостепенное значение приобретают ее механические свойства: прочность на растяжение и сжатие (вдоль и поперек волокон), статический изгиб, сдвиг, модуль упругости, сопротивление ударному изгибу, твердость и др. Важными являются и такие технологические свойства древесины, как легкость обработки механическими (режущими и абразивными) инструментами, способность удерживать металлические крепления, хорошая склеиваемость и окрашиваемость, способность к загибу и т.п. Влага, содержащаяся в древесине, делится на 2 вида: свободную (находится в межклеточном пространстве) и связанную (вход. в химический состав). Удаление связанной влаги приводит к усушке древесины.
Положительные свойства древесины:
1. Низкая плотность.
2. Относительная прочность.
3. Легкость обработки.
4. Возможность воспроизводства.
5. Химическая стойкость.
|
|
|
6. Возможность изготовления конструкций самых разнообразных конфигураций.
7. Низкий коэффициент теплопроводности.
8. Относительно высокая огнестойкость.
9. Технологичность.
Основные недостатки древесины:
1. Гниение.
2. Горение.
3. Гигроскопичность.
4. Большая деформативность.
5. Низкий модуль упругости
Технология изготовления материалов из древесины:
1. Заготовка - деление на кряжи, распиловка вдоль ствола, сушка древесины.
2. Изготовление конструкций.
Изделия из древесины эффективно применяются в промышленном, сельском и гражданском строительстве, при возведении различных несущих конструкций, при изготовлении стандартных малоэтажных домов и т.д.
Способы защиты древесины от разрушения и возгорания:
1. Пропитка петролатумом, повышающая сопротивление древесины загниванию и действию агрессивных сред.
2. Применение гирофобизаторов, повышающих огнестойкость древесины.
3. Если древесина находится в условиях часто изменяющейся влажности, целесообразно применять гидрофобизирующие антисептики-вещества, защищающие от увлажнения и поражения грибами и насекомыми.
4. Защите древесины от увлажнения, загнивания, других нежелательных воздействий, способствует применение покрытий-олиф, масляных красок, лаков и синтетических эмалей.
5. Для защиты деревянных конструкций от огня, применяются конструкционные и химические методы.
6. Существенно повышается огнестойкость древесины, обработанной антипиренами методом глубокой пропитки.
7. Применение фосфатных пропиток, покрытий и т.д.
Стекло. Изделия из стекла
Стекло - твердый, аморфный материал, получаемый в результате охлаждения минеральных расплавов.
Из стекла изготовляют несущие, ограждающие и отделочные конструкции.
Стекло имеет следующие свойства:
1. Светопрозрачность.
2. Солнцезащитность.
3. Высокую прочность (несмотря на хрупкость).
Сырье: кварц, песок, сода, мел, доломит, известняк. Для получения стекла с определенными свойствами в него вводят осветлители, обесцвечиватели, красители. Осветлители попадая в стекломассу при нагревании превращаются в газ и в виде пузырьков выводят из стекломассы примеси. Обесцвечиватели вводят для устранения сине-зеленого или желто-коричневого оттенка у стекла. Красители - как правило, используют окислы металлов или металлы в виде порошка. Красители делятся на молекулярные и коллоидные. Молекулярные - растворены в стекломассе, при повторном нагревании стекла его цвет не меняется. Например - сурик, охра. Коллоидные растворы - частицы металла распределены по стекломассе. В основном применяют золото, серебро и медь.
|
|
|
Технология изготовления стекла.
1. Подготовка сырья: дробление, дозировка, перемешивание.
2. Варка стекла:
А) силикатообразование-800®/900®С - образуется вязкое, непрозрачное вещество.
Б) Стеклообразование-1100®/1200®С-ввод осветлителей, удаление примесей, образование стекломассы.
В) Осветление-1400®/1600®С - ввод обесцвечивателей, стекло становится прозрачным и бесцветным.
Г) Гомогенизация. Происходит при той же температуре.
Д) Остывание - медленное снижение температуры до 1100®/1200®С.
Е) Формование - методом литья, прокатки, вытяжки, флоат - способом, прессованием, дутьем, центробежным способом.
Методы обработки стекла:
· Механическая обработка - резка стекла (механическая резка, лазерная, ультразвуковая, огневая), шлифовка, гравирование и т.д.
· Химическая обработка - травление, химическая полировка, выщелачивание, покраска.
Физико-механические свойства стекла:
§ R сжатия=100-700 мПа.
§ Плотность = 2500 м².
§ Светопрозрачность = 85-90%.
Номенклатура стекла:
1. Оконное стекло - бесцветное, гладкое. Толщина - 2-6 мм. Размеры от 250/250 до 1600/2200.
2. Витринное стекло - от 5,5 до 10 мм толщиной. Габариты от 1700/1250 до 3500/6000.
3. Узорчатое стекло - получают из оконного, методом прессования. Глубина узора 0,5-1,5мм. Бывает 2 видов - матовое и армированное. Матовое - однослойное, двухслойное, применяется для перегородок, остеклений и витражей. Армированное стекло - имеет в середине арматурную стальную сетку - вязанную или сварную. Увеличивается не прочность стекла, а его безопасность. Применяется для дверных перегородок, произв. Зданий.
4. Закаленное стекло - получают путем повторного нагрева уже готового стекла до 600®-900®С и резко охлаждают.5-6 циклов закаливания увеличивают прочность стекла в 2 раза.
5. Солнцезащитные стекла - имеют низкую способность пропускать инфракрасные и другие солнечные лучи.
Изделия из стекла:
§ Стеклоблоки - получают путем сварки по контуру 2х полублоков, применяют в качестве декоративного элемента интерьера, для изготовления перегородок и т.д.).
§ Стеклопакеты - получают путем соединения по контуру 2х и более стекол. Расстояние между ними 8-20 мм. Стеклопакеты бывают клееные и сварные.
|
|
|
§ Многослойное стекло (триплекс) - представляют собой 2-3 стекла, склеенных между собой с помощью синтетической прозрачной пленки.
§ Смальта - кусок цветного стекла неправильной формы, используется для изготовления мозаик на стенах.
§ Стемалит - листы плоского стекла, внутренняя сторона которых окрашена керамическими краскам.
§ Стеклянная облицовочная плитка - изготовляется из отходов стекольной промышленности, имеет высокую кислото - и химическую стойкость. Как правило, используется для облицовки в химической промышленности.
§ Растворимое стекло - твердый стекловидный сплав, состоящий из кремнезема и окислов щелочных металлов. Образует с водой клейкую жидкость - жидкое стекло. Его клеящая способность в 3-5 раз выше, чем силикатных цементов и других вяжущих.
Минеральные вяжущие. Гипс
Измельченные вещества, порошки, образующие при контакте с водой пластичную массу, со временем переходящую в камневидное состояние, называют минеральными вяжущими.
Их применение обусловлено такими факторами, как:
1. Наличие значительных запасов дешевого сырья.
2. Эти материалы имеют высокие экологические показатели.
3. Легко используются в жилищном, гражданском и промышленном строительстве.
4. Возможность придавать конструкциям разнообразную форму, сохраняя качество самой конструкции.
5. Хорошо совмещаются с другими материалами.
6. Просты в изготовлении, не энергоемки.
Такие материалы делятся на 2 большие группы - воздушные и гидравлические.
Процесс твердения воздушных вяжущих происходит на воздухе (гипс, воздушная известь). У второй категории минеральных вяжущих - гидравлических - процесс твердения может происходить как на воздухе, так и под водой (цементы).
Рассмотрим один из наиболее широко применяющихся минеральных вяжущих материалов - гипс.
Гипсы получают из природного гипса светло-серого или светло-желтого цветов. Производство гипса складывается из дробления, помола и тепловой обработки (дегидратации) гипсового камня. Тепловую обработку гипсового камня производят в варочных котлах, сушильных барабанах, шахтных или других мельницах.
Наиболее распространена схема производства гипсового вяжущего с применением варочных котлов. Гипсовый камень, поступающий на завод в крупных кусках, сначала дробят, затем измельчают в мельнице, одновременно подсушивая его. В порошкообразном виде камень направляют в варочный котел периодического или в установку непрерывного действия. При варке в котле гипс не соприкасается с топочными газами, что позволяет получать чистую продукцию, не загрязненную золой топлива.
Быстрое схватывание гипса затрудняет в ряде случаев его использование и вызывает необходимость применения замедлителей схватывания (кератинового, известково - кератинового клея, сульфитно-дрожжевой бражки в количестве 0,1.0,3% от массы гипса).
Применяется гипсовое вяжущее для производства гипсовых и гипсобетонных строительных изделий для внутренних частей зданий (перегородочных плит, панелей, сухой штукатурки, приготовления гипсовых и смешанных растворов, производства декоративных и отделочных материалов, например искусственного мрамора), а также для производства гипсоцементно-пуццолановых вяжущих. Основными характеристиками гипсовых вяжущих являются сроки схватывания, тонкость помола, прочность при сжатии и растяжении, водопотребность и др. Гипсовое вяжущее является быстросхватывающим и быстротвердеющим вяжущим веществом. По срокам схватывания ГОСТ 125-79 предусматривает выпуск вяжущих: быстротвердеющего (индекс А) с началом схватывания не ранее 2 мин, концом - не позднее 15 мин; нормальнотвердеющего (индекс Б) с началом схватывания не ранее 6 мин, концом - не позднее 30 мин; медленнотвердеющего (индекс Б) с началом схватывания не ранее 20 мин, конец схватывания не нормируется.
В зависимости от степени помола различают вяжущие грубого, среднего и тонкого помола с максимальным остатком на сите с размером ячеек в свету 0,2 мм не более 23, 14 и 2% (обозначаемые соответственно индексами I, II и III). Марку гипсовых вяжущих характеризуют по прочности при сжатии образцов - балочек 40X40X160 мм в возрасте 2 ч после затворения водой. Минимальный предел прочности каждой марки должен соответствовать значениям, приведенным в табл.5.1 Четкое индексирование различных сортов гипсовых вяжущих позволяет давать большой объем информации в сокращенной форме. Например, гипсовое вяжущее с прочностью при сжатии 5,2 МПа, началом схватывания 5 мин, концом схватывания 9 мин и остатком на сите 0,2 мм 9%, т.е. вяжущее марки Г-5 быстротвердеющее, среднего помола, может быть записано в виде сокращенного обозначения Г-5АП.
Гипсовые вяжущие применяют при производстве гипсовой штукатурки, перегородочных стеновых плит и панелей, вентиляционных коробов и других деталей в зданиях и сооружениях, работающих при относительной влажности воздуха не выше 65%. Изделия из них обладают небольшой плотностью, несгораемостью и рядом других ценных свойств, но при увлажнении прочность их снижается. Для гипсовых строительных изделий всех видов рекомендуются марки Г-2. Г-7 всех сроков твердения и степеней помола; для тонкостенных строительных изделий и декоративных деталей может использоваться гипс тех же марок, но только тонкого и среднего помола, быстрого и нормального твердения. При штукатурных работах и заделке швов применяют марки Г-2. Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5. Г-25 нормального и медленного твердения. Гипс марок Г-5. Г-25 тонкого помола с нормальными сроками твердения служит для изготовления форм и моделей в керамической, машиностроительной промышленности, а также в медицине.
|
|
|
