144091 (Материаловедение и технология конструкционных материалов), страница 2

Обогрев бетона паром, пропускаемым между двойной опалубкой, окружающей бетон, или по трубкам, находящимся внутри бетона, или по каналам, вырезанным с внутренней стороны опалубки. Обычная температура пара 50 – 80 С. При этом бетон твердеет быстро, достигая в течение 2 сут такой прочности, которую он набирает за 7 сут нормального твердения.

Электропрогрев бетона, осуществляемый с помощью переменного тока. Для этого стальные пластинки-электроды, соединенные с электрическими проводами, укладывают сверху или с боковых сторон конструкции бетона в начале его схватывания или закладывают в бетон продольные электроды, или вбивают короткие стальные стержни для присоединения проводов. После затвердения бетона выступающие концы этих стержней срезают. Пластинчатые электроды применяют, главным образом, для подогрева плит и стен, продольные электроды и поперечные короткие стержни – для балок и колонн.

При бетонировании массивных сооружений зимой целесообразно применять электропрогрев только поверхностного слоя бетона и углов сооружения (так называемый периферийный электропрогрев), чтобы предохранить его от преждевременного замерзания.

Обогрев воздуха, окружающего бетон, производится следующим образом: устраивают фанерный или брезентовый тепляк, в котором устанавливают временные печи, специальные газовые горелки (при этом нужно строго соблюдать противопожарные правила), воздушное отопление (калориферы) или электрические отражательные печи. В тепляках ставят сосуды с водой, чтобы создать влажную среду для твердения, или поливают бетон. Этот способ дороже предыдущего и применяется при очень низких температурах, при малых объемах бетонирования, а также при отделочных работах.

Кроме описанных выше способов зимнего бетонирования, требующих подогрева составляющих бетона или самого бетона, применяется холодный способ зимнего бетонирования, при котором материалы не подогреваются, но в воде для приготовления бетона растворяют большое количество солей: хлористого кальция CaCl , хлористого натрия NaCl, нитрита натрия NaNO , поташа K CO . Эти соли снижают точку замерзания воды и обеспечивают твердение бетона на морозе (хотя и очень медленное). Количество соли, добавляемое в бетон, зависит от ожидаемой средней температуры твердения бетона.

ТАБЛИЦА. Рекомендуемое содержание противоморозных добавок в бетоне.

Бетонная смесь с добавкой поташа быстро густеет и схватываются, в результате ее труднее укладывать в опалубку. Чтобы сохранить удобоукладываемость бетонной смеси с поташом, в нее добавляют сульфитно-дрожжевую бражку или мылонафт.

Зимнее бетонирование с применением противоморозных добавок – простой и экономичный способ. Однако большое количество соли, вводимой в бетон, может ухудшить структуру, долговечность и некоторые другие свойства. При эксплуатации конструкции во влажных условиях возможна коррозия арматуры под действием хлористых солей (нитрит натрия и поташ коррозии не вызывают). Кроме того, образующиеся в процессе твердения бетона с добавками едкие щелочи могут вступить в реакцию с активным кремнеземом, содержащимся в некоторых заполнителях, и вызвать коррозию бетона.

Поэтому бетон с противоморозными добавками не рекомендуется применять в ответственных конструкциях, в бетонных конструкциях, предназначенных для эксплуатации во влажных условиях при наличии реакционноспособного кремнезема в зернах заполнителя, а бетон с хлористыми солями – в железобетонных конструкциях.

3. Классификация качественных углеродистых сталей по

назначению и их маркировка.

Сталь – основной конструкционный материал, применяемый в строительстве. По химическому составу стали подразделяют на углеродистые и легированные. Углеродистые стали содержат железо, углерод и примеси (марганец, кремний, серу, фосфор), которые называют нормальными при содержании их в пределах нормы.

Решающее влияние на механические свойства углеродистых сталей оказывает содержание в них углерода. При увеличении содержания углерода повышаются прочность, твердость и износоустойчивость, но понижается пластичность и ударная вязкость, а также ухудшается свариваемость.

При обозначении марок стали могут быть указаны: группы, по которым сталь поставляется (А – по механическим свойствам, Б – по химическому составу, В – по механическим свойствам и дополнительному требованию в отношении химического состава); метод производства (М – мартеновский, Б – бессемеровский, К – кислородно-конвекторный); дополнительные индексы (СП – спокойная сталь, пс – полуспокойная сталь, кп – кипящая сталь). В группе А обозначение «М» часто опускается, однако имеется ввиду сталь мартеновская, а при отсутствии обозначений сп, пс, кп подразумевается сталь спокойная.

Спокойная сталь более качественная, однако по стоимости она дороже кипящей. Полуспокойная сталь занимает по свойствам промежуточное положение между спокойной и кипящей, но в результате незначительного расхода раскислителей стоимость ее меньше, чем спокойной.

Механические характеристики стали зависят также от формы и толщины проката.

Углеродистые стали обыкновенного качества применяются без термообработки. Углеродистую сталь обыкновенного качества группы А изготовляют следующих марок: Ст0,Ст1, Ст2, Ст3, Ст4, Ст5, Ст6, Ст7. по мере увеличения номера стали повышается содержание углерода, а также прочность и твердость, но снижается пластичность и ударная вязкость. Сталь группы Б изготовляют тех же марок, что и сталь группы А, но перед маркой стали ставят букву Б (БСт0,БСт1кп). Сталь группы В изготовляют следующих марок: ВСт2, ВСт3, ВСт4 и ВСт5.

Качественная конструкционная углеродистая сталь поставляется по химическому составу и механическим свойствам и выплавляется в кислородных конверторах и мартенах. Установлены следующие марки качественной конструкционной углеродистой стали: 05кп, 08кп, 08сп, 08, 10кп, 10сп, 10пс, 15, 20кп, 20пс, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 58, 60. две цифры в марках показывают среднее содержание углерода в сотых долях процента.

К конструкционным углеродистым сталям относится и автоматная; она с повышенным содержанием серы. Марки этой стали: А12, А20, А30, А35, А40. Буква А обозначает автоматную сталь; число, стоящее за буквой А – содержание углерода в сотых долях процента. Содержание серы от 0,06 до 0,2%, фосфора от 0,06 до 0,15%. Из этой стали изготовляют на станках – автоматах крепежные детали.

Инструментальные углеродистые стали содержат углерода более 0,65%. В зависимости от содержания примесей S и P и способа производства они делятся на качественные и высококачественные, содержащие не более 0,03% S и 0,035% Р. Инструментальные стали могут быть качественные: У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13; высококачественные, с той же маркировкой и добавлением буквы А, например, У7А, У8А и т.д. в строительстве инструментальная сталь применяется с обязательной термической обработкой (закалкой с последующим низким или средним отпуском).

4. Основные технические свойства битумов.

Битумы относятся к наиболее распространенным органическим вяжущим веществам. Элементарный состав битумов колеблется в пределах, %: углерода70 – 80, водорода 10 – 15, серы 2 – 9, кислорода 1 – 5, азота 0 – 2. эти элементы находятся в битуме в виде углеводородов и их соединений с серой, кислородом и азотом.

Физические свойства для органических веществ характерны гидрофобность, атмосферостойкость, растворимость в органических растворителях, повышенная деформативность, способность размягчаться при нагревании вплоть до полного расплавления. Эти свойства обусловили применение органических вяжущих для производства кровельных, гидроизоляционных и антикоррозионных материалов, а также их широкое распространение в гидротехническом и дорожном строительстве.

• Плотность битумов в зависимости от группового состава 0,8 – 1,3 г/см ;

• Теплопроводность (характерна для аморфных веществ) 0,5 – 0,6 Вт/м* С;

• Теплоемкость 1,8 – 1,97 кДж/кг* С;

• Температурный коэффициент объемного расширения при 25 С от 5*10 до 8 ;

• Устойчивость при нагревании характеризуется: потерей массы при нагревании пробы битума при 160 С в течении 5 ч (не более 1%) и температурой вспышки (230 - 240 С в зависимости от марки);

• Водостойкость характеризуется содержанием водорастворимых соединений (в битуме не более 0,2 – 0,3% по массе);

• Электроизоляционные свойства используют при устройстве изоляции электрокабелей.

Физико-химические свойства:

1) Старение – процесс медленного изменения состава и свойств битума, сопровождающийся повышением хрупкости и снижением гидрофобности. Ускоряется под действием солнечного света и кислорода воздуха вследствие возрастания количества твердых хрупких составляющих за счет уменьшения содержания смолистых веществ и масел.

2) Реологические свойства битума зависят от группового состава и строения. Жидкие битумы со структурой типа золь ведут себя как жидкости, течение которых подчиняется закону Ньютона. Твердые битумы со структурой типа гель, относятся к вязкоупругим материалам, так как при приложении к ним нагрузки одновременно возникает упругая (обратимая) и пластическая (необратимая) составляющие деформации. Для описания процесса деформирования вязкоупругих тел используют реологическую модель Максвелла и др.

Физико-механические свойства:

Марку битума определяют твердостью, температурой размягчения и растяжимостью твердость находят по глубине проникания в битум иглы (в десятых долях миллиметра). Температуру размягчения определяют на приборе с условным названием «Кольцо и шар», помещаемом в сосуд с водой; она соответствует той температуре нагреваемой воды, при которой металлический шарик под действием собственной массы проходит через кольцо, заполненное битумом. Растяжимость характеризуется абсолютным удлинением(см) образца битума (в виде восьмерки) при температуре 25 С, определяемым на приборе – дуктилометре.

Марку битума определяют в зависимости от назначения. По назначению различают битумы строительные, кровельные и дорожные. Основные требования, предъявляемые к строительным и кровельным битумам, приведены в таблице:

Строительные битумы применяют для изготовления асфальтовых бетонов и растворов, приклеивающих и изоляционных мастик, для покрытия и восстановления рулонных кровель. Кровельные битумы используют для изготовления кровельных рулонных и гидроизоляционных материалов. Легкоплавким битумом марки БНК 45/180 пропитывают основу (кровельный картон), а тугоплавкие битумы служат для покровного слоя.

5. Влияние влаги на свойства древесины.

Истинная плотность древесины изменяется незначительно, т.к. древесина всех деревьев состоит в основном из одного и того же вещества – целлюлозы. С увеличением влажности плотность древесины возрастает. Свежесрубленная древесина значительно тяжелее древесины воздушно-сухой, имеющей влажность 15%.

Влажность выражают обычно в % по отношению к массе сухой древесины. В древесине различают гигроскопическую влагу, связанную в стенках клеток, и капиллярную влагу, которая свободно заполняет полости клеток и межклеточное пространство.

Предел гигроскопической влажности (в среднем он составляет около 30%) соответствует полному насыщению стенок клеток древесины водой. Полная влажность древесины (считая гигроскопическую и капиллярную влагу) может значительно превышать 30%. Например, влажность свежесрубленного дерева может колебаться от 40 до 120%, а при выдерживании древесины в воде ее влажность может возрастать до 200%. При длительном нахождении влажной древесины на воздухе она постепенно высыхает и достигает равновесной влажности.