Программа, содержание и структура дисциплины

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

Любое инженерное сооружение нельзя правильно спроектировать, построить и эксплуатировать без наличия соответствующих строительных материалов и всестороннего знания их свойств.

Студенты-заочники, совмещающие учебные занятия с работой на производстве, в проектных организациях, на стройках, в научных институтах, повседневно встречаются с вопросами использования или изготовления различных строительных материалов. Инженерам строительного профиля приходиться разбираться в обширной номенклатуре строительных материалов, выбирать необходимый материал с учетом его качественных показателей, конкретных условий применения и стоимости. Им необходимо также иметь представление об основах технологии изготовления материалов и особенностях технологических процессов производства изделий и переработки сырья. Важно, чтобы переработка сырья была безотходной, а технологические процессы - при минимальном расходе топливно-энергетических ресурсов. Кроме этого, инженер должен освоить методы оценки качества сырья и готовой заводской продукции, направляемой на строительство правила ее приемки, хранения, транспортирования, экономного расходования и.тп. Эти знания приобретаются в результате изучения теории о сырье, его добыче, переработке, изготовления материала, способах определения качества и многих других вопросов. Специалист должен обрести практические навыки, особенно в отношении проверки качества материала, изготовления образцов для их испытания, подбора рационального состава материала и т.п. Все эти знания и навыки инженер получает в высших учебных заведениях при изучении курса «Строительные материалы» в объеме определенной программы.

В программе предусмотрена теоретическая и лабораторная части курса. Кроме основного учебника, студентам следует пользоваться дополнительной литературой, указанной ниже, а также специализированными учебными пособиями. В период лабораторно-экзаменационных сессий рекомендуется посещать тематические и установочные лекции. В них излагаются не только наиболее сложные вопросы теоретического курса, но и последние данные о современных достижениях науки и производства в промышленности строительных материалов в нашей стране и за рубежом,

Каждый раздел курса посвящен группе более или менее сходных строительных материалов. После проработки соответствующего раздела рекомендуется ответить на вопросы для самопроверки. Ответы, вызывающие сомнения следует проверить по учебнику или другой литературе, так как последующие вопросы часто исходят из предыдущих ответов. Ответы в отдельных случаях - формулы, схемы, расчеты -следует излагать в письменном виде, что помогает усвоению и правильному изучению темы.

Изучение определенных разделов, отмеченных ниже, завершается выполнением контрольных работ. Учебной программой предусматривается выполнение двух контрольных работ

Каждая контрольная работа имеет 10 вариантов. Вариант 1 выполняют студенты, учебный шифр которых оканчивается на цифру 1; вариант 2 - на цифру 2 и.т.д., а вариант 10 на цифру 0.

Контрольные работы студенты выполняют самостоятельно, замечания и пояснения к ним преподаватель дает в процессе проверки контрольных работ. Проверенная контрольная работа возвращается студенту или может быть оставлена на кафедре до экзаменационной сессии. Допускается устное собеседование преподавателя со студентом по выполненным контрольным

Кроме теоретических знаний студент должен получить в определенных объемах практические навыки. Лабораторные и практические задания студент выполняет самостоятельно, но под наблюдением преподавателя к лаборатории. С этой целью организуются группы, и по установленному расписанию студенты приходят в лабораторию. Для лучшего усвоения материала студенты выполняют на одном занятии, как правило, не более одного задания. Форму и характер учебных занятий в лаборатории уточняет преподаватель; посещение этих занятий обязательно. Лабораторные занятия можно выполнять в индивидуальном порядке по договоренности с преподавателем.

При проведении групповых занятий в лаборатории студенты используют пособия по лабораторному практикуму, однако основные пояснения по выполнению работ они получают от преподавателя. При выполнении лабораторных работ в индивидуальном порядке студент предварительно тщательно изучает порядок и содержание выполняемой работы по книге. Каждая лабораторная работа записывается в тетрадь, подписывается студентом и утверждается преподавателем,

Студент, выполнивший  все  лабораторные работы и контрольные работы, допускается к экзаменам.

ПРОГРАММА, СОДЕРЖАНИЕ И СТРУКТУРА ДИСЦИПЛИНЫ

2.1.Введение.

Значение строительных материалов и изделий в строитель­стве и экономике страны, основные перспективы направления развития строительных материалов и изделий. Технический прогресс и перспективы уменьшения материалоемкости и

Комплексного ресурсосбережения, использования массовых техногенных отходов производства, безотходных технологий. Номенклатура показателей качества продукции, ее технический уровень. Работа материалов в конструкции.

2.2. Строение и свойства, материалов.
Кристаллическое и аморфное строение материалов.

Кристаллическая решетка, тип и энергия связи, влияние на технические свойства. Теоретическая прочность. Дефекты кристаллической решетки, их влияние на прочность деформативность, особенности аморфного строения материалов. Типы структур строительных материалов. Взаимосвязь структуры и свойств материала Методы исследования состава и структуры материала. Плотность, методы ее определения. Пористость, влияние пористости и строения пор на свойств  материалов.

Свойства и показатели качества материала.

Работа материалов в здании и сооружении. Механические свойства. Деформативные свойства: упругость и пластичность, хрупкость и вязкость. Упругие свойства.

Гидрофизические свойства. Сорбционная влажность, равновесная влажность. Водопоглощение, водопроницаемость, паропроницаемость. Морозостойкость и методы ее оценки. Водостойкость и коэффициент размягчения. Влияние влажности на свойства материалов.

Теплофизические свойства. Теплоемкость и теплопроводность, зависимость от структуры и влажности материала. Огнестойкость и огнеупорность. Пожарная безопасность зданий и сооружений. Температурные деформации при положительных и отрицательных тем­пературах, их влияние на долговечность. Химическое сопротивление материалов. Надежность - комплексный показатель качества, включающий долговечность, ремонтопригодность и другие свойства.

Стандартизация, принципы стандартизации, виды стандартов.

   2.3. Понятие о композиционных материалах.

Структура композита, понятие о совместной работе матрицы и упрочняющего элемента, адгезия, аппретирование. Удельная прочность, модуль упругости композита, преимущества по сравнению с традиционными материалами. Классификация композитов. Дисперсно-упрочненные композиты. Композиты, упрочненные волокнами.

Строительные материалы - композиты:  природный камень, бетон, железобетон, фибробетон,  асбестоцемент, древесина, стружечные плиты и др.  Перспективы применения композитов в строительстве.

2.4. Горные породы как сырьевая база производства строительных материалов.

Горные породы и породообразующие минералы.

Горные породы. Минералы. Зависимость,

технических свойств от минерального состава, структуры и текстуры породы. Области применения.

Природные каменные материалы и изделия.

Обработка природных каменных материалов. Классификация, характеристика и применение природных каменных материалов и изделий. Камни и крупные блоки для стен зданий. Изделия для облицовки инженерных сооружений, наружной и внутренней облицовки зданий, для устройства полов. Дорожные материалы.

Технико-экономическая эффективность применения местных каменных материалов.

Конструктивные и химические способы повышения долговечности каменных материалов. Использование отходов при обработке каменных материалов.

2.5. Материалы и изделия, получаемые термической обработкой минерального сырья.

Керамические материалы и изделия.

Сырьевые материалы (глины). Представление об изготовлении керамических изделий, ресурсосбережение. Связь структуры керамического черепка со свойствами керамических изделий. Стеновые керамические изделия, крупные стеновые панели из кирпича и керамических камней для индустриального строительства. Стеновые керамические изделия с улучшенными теплотехническими свойствами. Керамические изделия для наружных и внутренних облицовок, санитарно-технические фаянсовые изделия. Керамические трубы, дренажные трубофильтры. Кислотоупорные и огнеупорные керамические изделия. Дорожный кирпич. Использование отходов в керамическом производстве.

 

Стекло и плавленые изделия.

Стекло как строительный материал. Химический состав и структура стекла, их влияние на свойства. Понятие о производстве стекла. Листовое стекло, специальные виды стекла. Стеклянные блоки, стеклопакеты, стеклопрофилит, их применение. Облицовочные материалы из стекла, стеклянные трубы. Ситаллы, шлакоситаллы и ситалло-пласты, особенности структуры и свойств. Литые изделия из шлаков и горных пород. Использование отходов в производстве плавленых изделий.

 

Металлические материалы и изделия.

Классификация металлических материалов, применяемых в строительстве.

Металлы и сплавы, применяемые в строительстве. Углеродистые и легированные стали и чугуны: классификация, маркировка, структура и свойства. Перспективы производства и применения металлов в строительстве. Способы повышения коррозионной стойкости металлов.

Цветные металлы и сплавы на основе алюминия, меди_? магния, титана: классификация, свойства. Сортамент металлических материалов. Области металлических материалов в конструкциях зданий и сооружений. Использование отходов производства и вторичного сырья. Экономия металлов.

 

Неорганические вяжущие вещества.

Классификация вяжущих веществ. Воздушные вяжущие вещества. Гипсовые вяжущие вещества, повышение водостойкости и прочности гипсовых изделий. Известь воздушная, виды и применение воздушной извести. Магнезиальные вяжущие вещества, Жидкое стекло. Области применения.

Гидравлические вяжущие вещества. Гидравлическая известь. Портландцемент. Сырье, принципы производства цемента, снижение энергозатрат. Химический и минеральный состав портландцементного клинкера. Зависимость свойств цемента от минерального состава клинкера и вводимых добавок. Значение тонкости помола. Влияние температурных и влажностных условий среды на твердение цемента. Способы ускорения и замедления твердения. Марки портландцемента, области применения. Коррозия цементного камня, ее причины  и меры предупреждения коррозии.

Специальные виды портландцемента: быстротвердеющий, сульфатостойкий, белый и цветные, гидрофобный и пластифицированный. Портландцемент с активными минеральными добавками, виды добавок. Пуццолановый портландцемент. Шлакопортландцемент. Известково-шлаковые и известково-зольные цементы. Шлако-щелочное вяжущее. Гипсоцементно-пуццолановое вяжущее.

Глиноземистый цемент. Расширяющийся и напрягающий цементы, области применения. Выбор цементов для различных типов конструкций и сооружений в зависимости от эксплуатационных условий с учетом технико-экономической эффективности.

2.6. Материалы и изделия на основе неорганических вя­жущих веществ.

Искусственные каменные материалы и изделия.

Изделия на основе гипса. Плиты и панели для перегородок. Гипсовые облицовочные листы. Гипсобетон. Области применения. Изделия па основе извести. Автоклавная обработка материалов и изделий, понятие о физико-химических процессах при автоклавной обработке. Силикатный кирпич и бетоны, конструкции из них для строительства.

Изделия на основе цемента. Асбоцементные изделия. Требования к ним. Назначение и виды асбоцементных изделий: листы, панели, плиты, трубы. Повышение качества изделий. Экологические требования к использованию асбоцементных изделий.

Бетоны.

Понятие о бетоне и его значение для строительства. Классификация бетонов.  Материалы для тяжелого бетона Качество мелкого и крупного заполнителей, в том числе из техногенных отходов. Требования к воде  затворения. Бетонная смесь: реологические и технические свойства, методы оценки. Пластифицирующие добавки, их виды.

Структура бетона. Прочность бетона, классы (марки) прочности. Пути повышения прочности бетона и экономии цемента.

Принципы определения состава бетона. Исходные предпосылки и данные для разработки бетонов с заданными свойствами, выбора сырьевых материалов, технологии.

Способы приготовленияи уплотнения бетонных смесей.

Твердение бетонов в различных условиях и методы его ускорения. Коррозия бетона, способы предупреждения и защиты от коррозии. Специальные виды бетона: высокопрочный, гидротехнический, кислотоупорный,

жаростойкий, декоративный, для защиты от радиационного излучения.

Легкие бетоны на пористых заполнителях, виды заполнителей, требование к ним. Свойства легкобетонных смесей и легких бетонов. Применение легкого бетона в конструкциях. Ячеистые бетоны: газобетон и пенобетон, принципы их изготовления и свойства. Крупнопористый бетон. Пути повышения технико-экономической эффективности легких бетонов.

Железобетонные изделия и конструкции.

Железобетон. Совместная работа бетона и стальной арматуры в различных условиях. Напрягаемая и ненапрягаемая арматура. Методы армирования. Изготовление арматурных сеток, каркасов, закладных деталей. Способы натяжения арматуры.

Сборный и монолитный железобетон, преимущества и недостатки, применение сборного железобетона. Номенклатура изделии. Способы производства: стендовый, поточно-агрегатный и конвейерный. Разнообразие конструкций и сооружений монолитного железобетона, Приготовление бетонной смеси, ее транспортирование, укладка. Бетонирование в зимнее время и в жарком климате. Вторичное использование материалов бетонных и железобетонных конструкций

 

 Строительные растворы.

Назначение и классификация строительных растворов. Нормируемые качественные показатели. Подбор состава, свойства и контроль качества растворных смесей. Виды и способы приготовления строительных растворов Экономия цемента в строительных растворах.

 

2.7. Материалы и изделия на основе органического сырья.

Лесные материалы и изделия.

Понятие о комплексном безотходном использовании древесины. Основные древесные породы. Положительные и отрицательные свойства древесины. Макро- и микроструктура древесины. Зависимость свойств древесины от строения и влажности. Механические свойства. Пороки и их влияние на качество древесины. Способы защиты древесины от гниения, возгорания и насекомых - древоточцев.

Сортамент лесных материалов и деревянных изделий. Фанера. Деревянные индустриальные строительные детали и конструкции. Понятие о клеевых конструкциях. Дома заводского изготовления.