КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

К разделу 1 «Основы строительного материаловедения»

1. Охарактеризуйте основные виды стандартов, применяемых в области строительных материалов и строительства.

2. Как влияет состав строительного материала на его свойства (с примерами)?

3. Назовите основные типы структур строительных материалов и охарактеризуйте их связь со свойствами материала.

4. Охарактеризуйте основные физические свойства строительных материалов.

5. Как влияет пористость строительного материала на его свойства?

6. Как меняются свойства строительных материалов (с примерами) под воздействием атмосферных факторов?

7. Чем объясняется разрушающее действие на строительный материал воды и мороза, от чего зависит морозостойкость материала и чем характеризуется?

8. От чего и как зависит теплопроводность строительных материалов?

9. Какие материалы называют огнеупорными? Области применения огнеупорных материалов.

10. Как изменяются свойства строительных материалов по мере их увлажнения? Приведите примеры.

11. Охарактеризуйте основные механические свойства строительных материалов.

12. Какие схемы испытаний используются для определения прочности материалов при сжатии, изгибе, растяжении?

13. Как влияют и почему размеры, форма образцов и условия испытания на прочность при сжатии строительных материалов?

14. Что такое коэффициент размягчения и коэффициент конструктивного качества строительных материалов? Какие свойства они характеризуют?

К разделу 2 «Основные виды сырья для производства строительных материалов»

1. Назовите три группы горных пород по условиям их образования (по генетическому признаку).

2. Выпишите в виде таблицы главнейшие изверженные (глубинные) горные породы, укажите их плотность, предел прочности на сжатие, минеральный состав и область применения в строительстве.

1. Укажите основные породообразующие минералы.

3. Наличие каких минералов в составе природного каменного материала придаёт ему прочность при ударном воздействии нагрузки?

5. Что такое выветривание горных пород и какие существуют меры для защиты от выветривания каменных материалов?

6. Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния и используемые для получения минеральных вяжущих веществ.

7. Охарактеризуйте технические свойства горных пород осадочного происхождения, применяемых в строительстве.

8. Как образовались глины в природе, и каковы их основные минеральные компоненты?

9. К какому типу и какой группе горных пород относятся гравий, кварцит, доломит, базальт, песок, известняк, мрамор?

10. Какие горные породы используются для производства строительных материалов, например, вяжущих, бетонов, растзоров?

11. Какие техногенные отходы могут быть использованы для производства строительных материалов?

12. Каковы состав и структура металлургических шлаков?

К разделу 3 «Природные каменные материалы»

1. Охарактеризуйте основные виды обработки природных каменных материалов.

2. Опишите основные строительно-технические свойства природных каменных материалов.

3. Как добывают и обрабатывают природный камень?

4. Какие виды природных каменных материалов применяются в строительстве?

5. Где применяют плотные природные каменные материалы и где пористые?

6. Как предохранить каменные материалы в сооружениях от разрушения?

К разделу 4 «Обжиговые каменные материалы»

1. Укажите основные требования к сырью для производства керамических изделий.

2. Какие добавки и для каких целей вводятся в глину при изготовлении керамических изделий?

3. Что происходит с глинами при нагревании (подробно)?

4. Как влияют обжиговые свойства глин на структуру и свойства керамических изделий?

5. Перечислите имеющиеся разновидности керамического кирпича.

6. Какие стеновые керамические изделия относятся к группе эффективных и в чём их преимущества по сравнению с обыкновенным кирпичом?

7. Какие разновидности облицовочной керамики применяют в строительстве, и какие требования предъявляют к сырьевым компонентам?

1. Что представляет собой строительное стекло, какие сырьевые материалы применяют для его изготовления?

8. Охарактеризуйте основные виды стекла, применяемые в строительстве и их строительно-технические свойства.

9. В чем особенности структуры ситаллов и их свойств?

10. Как получают и какими свойствами обладают шлакоситаллы?

К разделу 5 «Минеральные вяжущие вещества»

1. Сравните по химическому составу и структуре гипсовые вяжущие (3-модификации и а-модификацпи (высокопрочный гипс); определите свойства и назовите области применения разновидностей гипсовых вяжущих.

2. Какие существуют меры по повышению водостойкости гипсовых вяжущих?

3. В каком виде и для каких целей применяют воздушную известь?

4. Что такое известь-кипелка и известь-пушонка? Их характеристика по ГОСТ?

5. В каком виде и для каких целей применяют гидравлическую известь в строительстве?

6. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и в чём их основное отличие от других вяжущих материалов?

7. Каковы свойства магнезиальных вяжущих веществ? В чём основное отличие каустического магнезита от каустического доломита?

8. Что такое портландцемент? Каков его химический и минеральный состав?

9. Какое сырьё применяют для производства портландцемента?

10. Объясните влияние минерального состава на прочность и экзотермию портландцемента, используя сведения о процессах гидратации главных клинкерных минералов.

11. Какие химические соединения возникают при гидратации портландцемента и как они влияют на свойства цементного камня?

12. Какие существуют теории твердения портландцемента? Их основные положения.

13. Укажите различие понятий: «активность» и «марка» цемента по прочности. Как определить марку цемента?

14. Какое влияние оказывает окружающая среда на твердение портландцемента и как ускорить процесс твердения?

15. Усадка цементного камня. От чего зависит усадка, виды усадки?

16. Что такое цементная «бацилла», и какие существуют меры защиты от этого вида коррозии цементного камня?

17. Состав, свойства и области применения быстротвердеющих и высокопрочных портландцементов.

18. Опишите основные свойства специальных цементов: гидрофобного и пластифицированного, расширяющегося и напрягающего.

19. Состав, свойства и области применения сульфатостойких и дорожных портландцементов.

20. Состав, свойства и области применения декоративных цементов.

21. Приведите примеры гидравлических добавок и укажите их назначение.

22. Что такое глинозёмистый цемент, какими свойствами он обладает и где применяется в строительстве?

23. Каков химический состав глинозёмистого цемента, и какие основные химические реакции протекают при его твердении?

24. Состав, свойства и условия применения расширяющихся и напрягающих цементов.

К разделу 6 «Бетоны»

1. Что такое цементный бетон, из чего он состоит и по каким признакам классифицируется?

2. Какова роль вяжущего, заполнителей, воды и добавок в бетоне?

3. Какие требования предъявляются к заполнителям тяжёлого бетона?

4. Классификация химических добавок в бетон.

5. Охарактеризуйте основные свойства бетонной смеси.

6. Каким образом оценивают консистенцию бетонной смеси? От чего зависят подвижность и жёсткость бетонной смеси?

7. Связь реологических и технических свойств бетонной смеси; классификация смесей по показателям удобоукладываемости.

8. Применение пластификаторов для регулирования удобоукладываемости бетонной смеси и экономии цемента.

9. Как влияет структура цементного бетона на его свойства?

10. Охарактеризуйте основные свойства тяжёлого бетона.

11. Что такое класс бетона и его марка по прочности на сжатие?

12. Какие факторы и как влияют на прочность цементного бетона?

13. Основной закон прочности бетона, его физический смысл и математическое выражение.

14. Как влияют температура и влажность среды на твердение тяжёлого бетона?

15. 0т чего зависит и каким образом можно повысить морозостойкость цементного бетона?

16. Чем характеризуется и от чего зависит водонепроницаемость бетона?

17. Перечислите виды пор тяжёлого бетона. Какие виды пор влияют на морозостойкость и проницаемость тяжёлого бетона.

18. Какие деформации испытывает цементный бетон под действием атмосферных факторов?

19. Охарактеризуйте отношение цементного бетона к действию повышенных температур. Как повысить его жаростойкость?

20. Что такое коррозия бетона, и какие существуют меры защиты бетона от коррозии?

16. Чем отличается производственный состав бетона от номинального состава? Какие существуют способы выражения состава бетона?

16. Что такое бетон с химическими добавками и в чём его отличие от обычного тяжёлого бетона?

17. Что такое гидротехнический бетон и каковы его основные свойства?

18. Опишите исходные материалы для дорожного цементного бетона и отличия технологии приготовления этого бетона.

19. Эффективность легких бетонов (на пористом заполнителе и ячеистого) по сравнению с тяжелым бетоном.

20. Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется в строительстве?

21. Что такое поризованный лёгкий бетон и в чём его отличие от лёгких бетонов?

22. Что такое пенобетон и газосиликат? Сходство и различие структуры и свойств этих материалов?

23. Из каких сырьевых материалов изготавливают арболит?

24. Железобетон как композиционный материал, назначение (функция) и взаимодействие бетона (матрицы) и арматуры; защитная роль бетона по отношению к стальной арматуре. Что такое железобетон и каковы предпосылки успешной совместной работы бетона и стальной арматуры?

25. Что такое предварительно напряжённый железобетон и каковы его преимущества по сравнению с обычным железобетоном?

26. Что такое фибробетон и в чём особенности мелкозернистого бетона?

К разделу 7 «Строительные растворы»

1. Чем отличаются строительные растворы от бетона?

2. Классификация строительных растворов.

3. Для каких целей предназначены строительные растворы?

4. Назовите основные компоненты строительных растворов. Зачем добавляется известь в цементные строительные растворы?

5. Перечислите основные свойстза строительных растворов.

6. От чего зависит прочность строительного раствора? Формула прочности Л.Н.Попова?

7. Что такое сухие растворные смеси? Основные характеристики и эффективность их производства и применения.

К разделу 8 «Силикатные изделия автоклавного твердения»

1. Какие физико-химические процессы протекают при автоклавной обработке известково-песчаных смесей?

2. Что такое силикатный кирпич и силикатный бетон? Их составы.

3. Назовите свойства и области применения силикатного кирпича.

4. Перечислите разновидности силикатного бетона и их области применения.

К разделу 9 «Металлы и изделия из них»

1. Какими характерными свойствами обладают металлы, как материалы для строительных конструкций и изделий?

2. Какие дефекты строения характерны для металлов и как влияют на их физико-механические свойства?

3. Что такое сталь и чугун? Их основные виды.

4. Какие из цветных металлов имеют наибольшее применение в строительстве?

5. Какими показателями характеризуются свойства черных металлов и как они определяются?

6. Какие основные фазы различают в структуре железо-углеродистых сплавов?

7. Виды и марки строительных сталей.

8. Основные достоинства легированных сталей.

9. Перечислите виды соединений металлических изделии в конструкции, какие различают виды сварки.

10. Основные виды металлических изделий для строительства.

11. Перечислите виды коррозии металлов и опишите меры зашиты от неё.

К разделу 10 «Материалы и изделия из древесины»

1. Назовите основные ядровые, заболонные и спелодревесные породы дерева.

2. Положительные и отрицательные свойства древесины как строительного материала?

3. В каких сечениях изучается макроструктура древесины? Объясните основные элементы торцового сечения дереза.

4. Назовите основные элементы макро- и микроструктуры древесины.

5. Формы связи воды в древесине, равновесная влажность, влияние влажности на свойства древесины.

6. Опишите способы предохранения древесины от гниения и возгорания.

7. Основные пороки древесины и их влияние на прочность древесины.

8. Какие виды трещин бывают у дерева и как предотвратить появление трещин при сушке и хранении?

К разделу 11 «Конструкционные материалы на основе органических вяжущих веществ»

1. Каковы состав и строение битумов?

2. По каким показателям определяют марку битума?

3. Перечислите строительные материалы на основе битумных и дегтевых органических вяжущих.

4. Назовите состав асфальтобетона и его свойства.

5. В результате чего идет процесс твердения асфальтобетонов?

6. Состав и классификация полимерных вяжущих.

1. Что такое полимеризационные и иолкконленсационные полимеры, термопластичные и термореактивные, приведите примеры.

7. Назовите положительные и отрицательные свойства полимерных материалов.

8. Из каких компонентов состоит пластмасса?

9. В чём особенности твердения и свойств полимербетонов?

10. Виды, свойства и области применения конструкционных пластмасс.

11. В чем заключается модификация традиционных материалов (и каких) полимерами?

К разделу 12 «Гидроизоляционные и кровельные материалы»

1. Выпишите в виде таблицы известные вам кровельные материалы, с указанием их основных свойств.

2. В чём отличие наплавляемого рубероида от обычного? Чем отличается пергамин от рубероида?

3. Назовите основные гидроизоляционные материалы, получаемые на основе полимеров и битумополимеров.

4. Что такое битумная эмульсия и чем обеспечивается её устойчивость от коагуляции и седиментации при хранении'?

5. Из чего делают пленочные полимерные материалы и их свойства

К разделу 13 «Теплоизоляционные материалы»

1. Особенности строения теплоизоляционных материалов, их классификация.

2. Технико-экономическое значение теплоизоляционных материалов при применении з ограждающих строительных конструкциях.

3. Важнейшие материалы для тепловой изоляции строительных конструкций.

4. Что служит сырьем для изготовления неорганических теплоизоляционных материалов, и в каком виде эти материалы применяют?

5. Минеральная вата и минераловатные изделия. Получение и области применения.

6. Какие полимерные связки применяют при получении минераловатных изделий и каковы преимущества этих связок перед битумными?

7. Что служит сырьём для изготовления теплоизоляционных материалов на основе неорганических вяжущих веществ.

8. Что такое пеностекло и для чего его применяют?

9. Какими свойствами обладают ячеистые пластмассы? Области их применения.

10. В чем преимущество неорганических теплоизоляционных материалов перед органическими?

К разделу 14 «Акустические материалы и изделия»

1. Какие материалы называются акустическими и их классификация?

2. Какую функцию выполняют звукопоглощающие материалы? Назовите материалы, способствующие звукопоглощению в помещениях.

3. Свойства основных видов звукопоглощающих материалов.

4. Назовите основные звукоизоляционные материалы. Особенности их структуры и свойств.

К разделу 15 «Отделочные материалы»

1. Какие материалы применяют для отделки поверхностей зданий и помещений?

2. Требования, предъявляемые к отделочным материалам.

3. Основные пигменты строительных красочных составов.

4. Водные красочные составы. Известковые, клеевые, силикатные и другие составы, их свойства и области применения.

1. Виды олиф, их свойства и применение в масляных красочных составах?

5. Полимерные красочные составы. Лаки. Эмали. Их свойства, применение.

6. Назовите основные материалы для полов.

К разделу 16 «Основные процессы в технологии конструкционных материалов»

1. Назовите типичные переделы (операции) при получении строительных материалов и основные требования к ним.

2. В чем преимущества сухих способов приготовления сырьевой смеси по сравнению с мокрыми в технологии обжиговых материалов?

3. Для чего необходимо уплотнение сырьевой смеси при формовании строительных изделий?

4. В чем смысл обработки отформованных изделий, и какие явления сопровождают процессы их структурообразования?

5. Перечислите основные операции в технологии бетонных и железобетонных изделий и конструкций.

6. Охарактеризуйте основные способы приготовления бетонной смеси.

7. Изложите существующие способы формования бетонной смеси.

8. Как влияет виброуплотнение на структуру бетонной смеси?

9. Укажите способы ускорения твердения тяжёлого бетона.

10. Опишите процессы, происходящие при тепловой обработке тяжёлого бетона. Что влияет на характер нарастания прочности при тепловой обработке?

11. Охарактеризуйте основные схемы производства сборного железобетона.

12. Как изготовляют монолитный железобетон?

13. Назовите преимущества сборно-монолитных конструкций.

ЗАДАЧИ ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Решение задач по основным свойствам материалов

Знание основных свойств строительных материалов дает возможность рационально использовать их, а также производить инженерно-технические расчеты в строительстве. Так, например, по известным значениям истинной и средней плотности материала можно рассчитать его пористость, что позволяет составить достаточно полное представление о прочности, водопоглощении, теплопроводности и других свойствах материалов и на этом основании решать вопрос о их применении в тех или иных конструкциях и сооружениях. Величины средней и насыпной плотности строительных материалов необходимы для расчета нагрузок, для определения массы конструкций и сооружений, для транспортных расчетов, для выбора емкости складских помещений и т.п.

Расчеты прочности и устойчивости конструкций и сооружений невозможны без данных о прочности применяемых материалов. Невозможен прогноз их долговечности без знания таких свойств материалов как отношение к влаге, смене температур, к воздействию окружающей среды и т.д.

Ниже даются примеры таких расчетов, основанных на знании основных свойств строительных материалов.

Задача 1. Горная порода имеет истинную плотность 2,5 г/см³. Определить пористость образца породы, если известно, что его водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе.

Решение. Отношение водопоглощения по объему к водопоглошению по массе материала равно его средней плотности ρ₀, т.е.

(В₀ · ρ_в) / В_м = ρ₀,

где ρ_в – плотность воды, 1 г/см³ .

Следовательно, средняя плотность образца горной породы ρ₀ = 1,7 г/см³. Пористость образца П (%) породы:

П = (1 – (ρ₀ / ρ))·100,

где ρ – истинная плотность материала

Отсюда

П = (1 – (1,7 / 2,5))·100 = 32 %,

Ответ: пористость образца горной породы 32 %

Задача 2. Масса образца легкого бетона в сухом состоянии равна 118 г, а после парафинирования – 120 г. Образец, покрытый парафином, вытесняет из объемомера 98 г воды. Рассчитать коэффициент теплопроводности бетона.

Решение. Сначала определяем объем парафина V_п (см³), затраченного на покрытие образца, по формуле

V_п = (т₁ – т) / ρ_п,

где т₁ – масса образца покрытого парафином, г; т – масса сухого образца, г; ρ_п – плотность парафина, равная 0,930 г/см³.

V_п = (120 – 118) / 0,930 = 2,15 см³,

Вычисляем среднюю плотность образца ρ₀ по формуле

ρ₀ = т / (V₁ – V_п)

где V₁ – объем образца с парафином, численно равный массе воды, вытесненной образцом, см³; т.е.

ρ₀ = 118 / (98 – 2,15)= 1,23 г/см³

Коэффициент теплопроводности бетона λ [Вт/(м · °С)] рассчитываем по формуле В.П. Некрасова

где ρ – относительная плотность материала, т.е.

Вт/(м · ºС)

Ответ: коэффициент теплопроводности бетона равен 0,53 Вт/(м · ºС).

Задача 3. Бетонный кубик с размером ребра 15 см разрушился при испытании на гидравлическом прессе при показании манометра 9,5 МПа. Определить предел прочности бетона при сжатии, если площадь поршня пресса равна 570 см².

Решение. Предел прочности при осевом сжатии R_сж (МПа) вычисляется по формуле

R_сж = Р_разр / А,

где Р_разр – разрушающая сила, Н; А – площадь сечения до испытания, мм².

Для определения разрушающей силы Р_разр в Н, необходимо показания манометра в МПа в момент разрушения кубика умножить на площадь поршня в мм², т.е.

Р_разр = 9,5 · 57000 = 541500 Н

Предел прочности бетона при сжатии равен

R_сж = 541500 / 22500 = 24,1 МПа

Ответ: предел прочности бетона при сжатии равен 2,41 МПа.