Рекомендуемый перечень лабораторных занятий

1 Определение плотности, средней плотности, пористости и водопоглощения на образцах различных материалов. Определение предела прочности при сжатии;

2 Практическое ознакомление с неразрушающими методами контроля и определение механических свойств строительных материалов (твердости, износостойкости);

3 Изучение и сопоставление свойств важнейших породообразующих минералов и горных пород, применяемых в строительстве (работа с коллекциями);

4 Определение нормальной густоты, сроков схватывания и марки строительного гипса;

5 Испытание цемента: определение нормальной густоты, марки, равномерности изменения объема;

6 Испытание заполнителей для бетона по ГОСТу;

7 Определение состава тяжелого бетона: предварительные расчеты, пробныйзамес,определение подвижности и удобоукладываемости бетонной смеси, определение марки бетона. (Домашнее задание расчета с использованием ЭВМ);

8 Определение состава строительного раствора с органическими поверхностно-активными пластификаторами;

9 Определение марки строительного кирпича и соответствие кирпича требованиям ГОСТа;

10 Изучение свойствважнейших стеновых в отделочных керамических материалов (по коллекциям );

11 Изучение макро- и микроструктуры древесины. Ознакомление с образцами по род. Ознакомление с важнейшими видами пород древесины. Определение равновесной влажности, средней плотности и предела прочности древесины;

12 Определение качества и марки нефтяного битума по температуре размягчения. глубине проникания иглы и по растяжимости;

13 Изучение образцов важнейших кровельных и гидроизоляционных материалов, сопоставление основных свойств и областей применения;

14 Изучение образцов важнейших материалов из пластическихмасс, сопоставление основных свойств и областей применения;

15 Определение коэффициента вспучивания пенополистирол и теплопроводности пластмасс;

16 Изучение образцов важнейших теплоизоляционных материалов и изделий, сопоставление основных свойств и областей применения;

17 Испытание пигментов, красочных составов и лаков;

18 Исследование механических свойств металлов;

19 Установить зависимость прочности и средней плотности искусственного каменного материала от водо-вяжущего отношения на примере образцов из гипса (учебно-исследовательская работа);

20 Влияние добавок поверхностно-активных веществ на свойства минеральных вяжущих, растворов и бетонов на их основе (УИРС);

21 Исследование зависимости свойств бетона от характеристик, его строение с применением метода планирования эксперимента (учебно-исследовательская работа);

22 Определение изменения температуры размягчения, глубины проникания иглы и растяжимости системы битум – известковый порошок в зависимости от количественного содержания известкового порошка в сплаве (учебно-исследовательская работа).

3. Методические указания (часть 1)

Введение

Необходимо изучить три основные темы:

- значение строительных материалов в народном хозяйстве. Основные направления и масштабы дальнейшего развития промышленности строительных материалов. Новейшие достижения мировой науки и техники в области строительных материалов;

- краткие исторические сведения о развитии теории и практики производства и применения материалов, изделий и конструкций;

- классификация строительных материалов; роль стандартизации, унификации, квалиметрии.

При возведении зданий и различных сооружений применяют, как правило, строительные материалы разнообразной номенклатуры. Без наличия строительных материалов невозможно ни строить, ни ремонтировать здания и сооружения. Проектирование строительных объектов также базируется на хорошем знании широкого ассортимента строительных материалов, их технологических и эксплуатационных особенностей. В сметах на строительные работы обычно свыше 50% приходится на стоимость строительных материалов. Поэтому при определении объемов строительства (капитальных вложений) учитываются реальные возможности удовлетворения проектов необходимыми строительными материалами. Производство строительных материалов осуществляется опережающими темпами по сравнению с ростом объемов строительства.

В промышленности строительных материалов произошли существенные изменения, оказавшие положительное влияние на технологический уровень производства, интенсификацию производственных процессов, рост производительности труда. В планах развитие производства изделий предусматриваются преимущественно, направления которые обеспечивают снижение металлоемкости, стоимости и трудоемкости строительства, веса зданий, сооружений и повышение их теплозаляции, что способствует уменьшению топливно-энергетических затрат.

Главным фактором и резервом роста производительности труда в промышленности строительных материалов остается ускорение научно-технического прогресса, быстрейшее внедрение его практических результатов в производство, особенно новых технических решений в области технологий, оборудования, высоких давлений, катализа, радикальной механизации ручного труда, автоматизации производственных процессов за счет внедрения промышленных роботов и манипуляторов.

Больших успехов промышленность строительных материалов достигла за годы пятилеток. Следует, в частности, отметить мощные технологические линии сухого способа производства цемента с реакторами-декарбонизаторами производительностью 3000 т/сут, комплексно-механизированные и автоматизированные линии по производству волнистых крупноразмерных асбестоцементных листов мощностью 35—45 млн. условных плиток в год, автоматизированные поточные линии для производства плоских асбестоцементных листов длиной 3—3,6 м при мощности 30 млн., условных плиток в год, поточно-конвейерные линии по выпуску облицовочных керамических плиток производительностью до 1 млн. м ² технологию производства слюдопластиковой бумаги и изделий из нее, химически отбеленного каолина повышенной белизны и др. Применение на цементных заводах двух каскадных мельниц позволило улучшить не только условия труда но и повысить производительность. Экструзивные методы внедряются в производство асбестоцементных панелей и при изготовлении керамических плиток, что приводит к повышению качества и производительности труда

В настоящее время многие фирмы с использование современных технологий производят высоко эффективные теплоизоляционные материалы на основе, как природного сырья, так и промышленные отходы. Различные группы изделий на основе минеральной ваты находят применение в современных объектах строительства, заменяя традиционные материалы в ограждающих конструкциях и решая проблему современных фасадов. Расширено производство полимерных материалов, мастик, линолеума промазных, нестареющих герметиков и др., новых видов мягких кровельных материалов типа наплавляемых. Увеличилось производство многокомпонентных высокопрочных, особо быстротвердеющих, напрягающих и других видов цемента. Освоены новые технологические процессы и оборудование для производства архитектурно- строительного и теплозащитного стекла, щелочестойкого стекловолокна, высококачественного стеклохолста и т. п. Внедрены автоматизированные поточно-ковейерные линии по производству строительной керамики, например до 1 млн. м ²  в год

облицовочных плиток, в том числе многоцветных с сериографическим рисунком и мраморовидных, до 800 тыс. м ² в год плиток для полов, цветных санитарных керамических плиток и т п., освоено промышленное изготовление плоских крупноразмерных асбестоцементных листов, в том числе окрашенных, плит (свыше 1,5 млн., м ²  в год), труб повышенных длин и диаметров, увеличен выпуск облицовочных изделий из природного камня, а также массовое производство обогащенного щебня и гравия

При изучении второй темы - обратить внимание на то, что в дореволюционный период русские ученые, инженеры и мастера немало сделали, чтобы обеспечить строительные объекты, отечественными строительными материалами. Основой развития цементной промышленности можно считать работы в Москве инженер Е. Челиев в 1813 году, когда в первые был создан и применен цемент, а в 1825 году была выпущена книга с его описанием и наставлением при применении.

Цементная промышленность становится основополагающей отраслью производства минеральных вяжущих веществ. В определенные периоды развития цементной промышленности на цементных заводах устанавливались печи производительностью до 3000 т/сут.

Непрерывно расширяется в стране производство бетона и железобетона. Основоположником научно обоснованной технологии изготовления бетона признан профессор Военно-инженерной академии И. Г. Малюга, опубликовавший в 1895 г. соответствующую работу. Огромный вклад в науку и развитие технологии бетона внесли советские ученые, которые открыли важнейшие закономерности изменения свойствах материала при изменении их структуры. В настоящее время заводы сборного железобетона в нашей стране представляют собой высокомеханизированные предприятия, оснащенные новейшим оборудованием и автоматикой. Не потерял своей огромной роли в строительстве монолитный железобетон. Применяется также сборно-монолитный железобетон. Доля бетона и железобетона с пониженной плотностью непрерывно растет, что сказывается на технико-экономических показателях сооружения в целом.

Использование материалов на основе пластических масс своими истоками уходит в глубокую древность. За многие столетия до нашей эры в строительстве использовался природный битум (асфальт), копал и другие пластические материалы органического происхождения. Применение пластмасс в промышленности началось в Х в. и связано о открытием процесса вулканизации природного каучука и получением целлулоида и галалита. Широкое распространение пластические материалы получили с открытием полимеров.

В основе современной промышленности пластических масс и синтетических смол лежат открытия химиков-органиков. Русский химик А. М. Бутлеров в середине Х в. открыл основные химические реакции получения полимеров из простейших веществ. Открытие Бутлеровым нового соединения — формальдегида и изучение его главнейших свойств расширили научные исследования и технические достижения в области высокомолекулярных соединений. Исследования реакции полимеризации ненасыщенных соединений привели другого русского ученого - акад. С. В. Лебедева (конец Х - начало ХХ века) к созданию первого в мире промышленного синтетического каучука. Синтетические каучуки наряду с пластмассами являются важными материалами, без которых не может развиваться современная техника. Исключительное значение имели предложенная акад. Н. Н. Семеновым теория реакций и описание закономерности цепной реакции полимеризации. В настоящее время большое количество заводов и предприятий, оснащенных новейшим механическим оборудованием, занимается производством полимеров.

Впервые на связь между строением металлов и их свойствами обратили внимание П. П. Аносов и д. К. Чернов. Этими учеными были заложены основы современного металловедения. В настоящее время для изучения строения металлов применяются рентгеновский метод и электронный микроскоп, что в сочетании с научными данными в области атомной физики позволяет составить более глубокое представление об атомно-кристаллическом строении металлов и сплавов, о типах кристаллических решеток, полиморфизме и анизотропии, новых путях повышения механических свойств металлов.

Определенные исторические этапы развития необходимо изучить и по производству других строительных материалов —керамики, стекла, теплоизоляционных, акустических и других материалов.

В третьей теме рассматривается классификация строительных материалов. К основным группам (классам) строительных материалов относятся: