ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИ ВИДІВ І СПОСОБІВ ОДЕРЖАННЯ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ.

Питання.

1. Природні і штучні будівельні матеріали: деревина, гірські породи, метали, цементи, гіпс, вапно, розчин, бетон і залізобетон, скло і кераміка, азбестоцемент, бітум, дьоготь, азбестобетон, пластмаси – сировина для виробництва, структура і способи одержання

Надійність споруд і техніко-економічна ефективність будівництва в значній мірі залежить від правильного вибору матеріалів.

Будівельні матеріали розділяються на природні та штучні.

Природні кам’яні матеріали одержують шляхом механічної обробки гірських пород.

В гідромеліоративному будівництві застосовують у вигляді піску, пісчано-гравійних сумішей, бутового каменю, щебеня.

Дерев’яні будівельні матеріали – це деревина, яку застосовують для спорудження невеликих гребель, водовипусків, естакад, опалубки та риштування. Але використання деревини в гідромеліоративному будівництві обмежене тим, що вона у змінно-вологих умовах гниє, коробиться, розбухає і розтріскується.

Штучні будівельні матеріали – це ті, що виготовлені із природних за допомогою їх видалення або змішування, обпалювання і т.д.

Так, метали видобувають із руди, а потім шляхом змішування з різними добавками одержують сплави з характерними властивостями.

Цементи та гіпс належать до класу неорганічних в’яжучих речовин, які використовують для одержання штучних матеріалів – розчинів та бетонів.

Скло та кераміка належать до штучних матеріалів одержаних шляхом спікання або плавлення мінеральної сировини.

Азбестоцемент – це штучний кам’яний матеріал який складається з цементного каменя та волокон азбесту.

Пластмаси - це матеріали, зв’язуючим в яких є синтетичні полімери.

Їх позитивні особливості:

Þ легкість;

Þ висока механічна міцність;

Þ стійкість у воді і різних агресивних середовищах;

Þ зносостійкість.

Їх позитивні особливості дають можливість широкого застосування у всіх галузях будівництва.

ТЕМА 1.2ФІЗИЧНІ І МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ.

Питання.

1. Властивості, яки визначає структуру будівельних матеріалів, середня і справжня густина, пористість.

2. Властивості, які забезпечують ізоляційну здатність і довговічність матеріалу : водопроникність, теплопровідність, вологість, водовбирання, водостійкість, гігроскопічність, морозостійкість.

3. Механічні властивості: міцність і границя міцності, пружність, пластичність і крихкість.

4. Деформація стиску, згину і розтягу.

5. Вплив хімічного складу і структури матеріалу на їх властивості

Надійність споруд і техніко-економічна ефективність будівництва в значній мірі залежить від правильного вибору матеріалів.

Однією з основних задач будівельного матеріаловедення є розробка шляхів управління властивостями і створення матеріалів з заданими якісними показниками.

Будівельні матеріали класифікують по ряду ознак:

Þ по походженню;

Þ по структурі;

Þ по характерним властивостям;

Þ по призначенню;

Þ по способу виготовлення;

Якість будівельних матеріалів визначається сукупністю їх технічних властивостей.

Головними показниками оцінки якості матеріалів є:

Þ показники надійності (безвідказність, ремонтоздатність, збереження);

Þ показники призначення (склад, структура, транспортування);

При виготовленні будівельних матеріалів важливе значення мають такі колоїдно-хімічні процеси як:

ü набрякання;

ü розчин;

ü гелеутворення;

ü коагуляція;

ü пептизація;

ü адсорбція;

Гелі – це системи, які виникають під дією молекулярних сил зчеплення між колоїдними частками. Гелеутворення буває при твердінні цементу.

Під дією механічних зусиль гелі стають рідкими ( вібрація бетонних сумішей ).

Коагуляція – в колоїдних системах мимовільно протикають процеси злипання і збільшення часток.

Пептизація – процес зворотний коагуляції (виникає при введенні в бетонні суміші пластифікованих добавок).

Адсорбція – концентрування і поглинання речовин на поверхні розподілу фаз (поверхнево-активні речовини, гідрофобізація).

Властивості будівельних матеріалів класифікують по характеру їх відношення до різного впливу оточуючого середовища.

Відокремлюють властивості по відношенню матеріалів до хімічних, фізичних та механічних впливів.

Властивості матеріалів взаємопов’язані і обумовлені їх походженням, складом, структурою, способом одержання.

Для матеріалів, які застосовують в гідромеліоративному будівництві найбільш важливими є фізичні та механічні властивості, які характеризують:

Þ стан матеріалів;

Þ їх відношення до води і температури;

Þ їх відношення до механічних впливів;

Щільність – характеризує масу речовини в одиниці об’єму.

Розпізнають: щільність речовини ρ і щільність матеріалу (з урахуванням пор та порожнин) ρ₀.

Щільність пористих матеріалів називають об’ємною масою, а сипучих – об’ємною насипною масою.

Відношення щільності матеріалу ρ₀ до щільності речовини ρ характеризує ступінь заповнення об’єму матеріалу твердою речовиною і називається відносною щільністю:

Пористість – показує ступінь заповнення об’єму матеріалу порами.

Вологість – кількість води, яка знаходиться в порах і на поверхні матеріалу відображена в відсотках по відношенню до його маси в сухому стані.

Гідрофільність або змочування водою матеріалу характеризується ступінню розтікання каплі води по його поверхні.

Гідрофобність – це водовідштовхувальні властивості.

Гігроскопічність – можливість матеріалу поглинати водяний пар з повітря в результаті адсорбції.

Кількість адсорбірованої води підвищується з підвищенням відносної вологості, зниженням температури і збільшенням тиску.

Водопоглинення – здібність матеріалу поглинати і утримувати воду.

Водостійкість – здібність матеріалу зберігати міцність при насиченні водою.

Показником водостійкості є коефіцієнт розм’якшення:

де: R_н.в. – міцність матеріалу насиченого водою;

R_c – міцність сухого матеріалу.

Коефіцієнт розм’якшення наближається до нуля для необпалених глиняних матеріалів і до одиниці – для металів, скла, полімерів.

Для водостійких матеріалів К_р =0,75-0,8.

Підвищується гідрофобізацією і за рахунок зниження пористості.

Морозостійкість – стійкість матеріалу, насиченого водою до перемінного замороження та відтавання.

Показником морозостійкості є число циклів заморожування та відтавання, яке витримують зразки при допустимому ступені руйнування.

Ступінь морозостійкості обумовлена опором матеріалу, високому тиску, який виникає в його порах при замерзанні води. Морозостійкість залежить від складу, пористості і структури пористого середовища. Вона знижується при зменшенні водостійкості і зростанням водопоглинення матеріалу.

Для зниження тиску льоду ефективно утворення в матеріалі замкнутих повітряних пор, які виконують роль амортизаторів.

Водонепроникливість – це здібність матеріалу не пропускати воду під тиском.

Практично водонепроникливими є матеріали, відносна щільність котрих наближається до одиниці (метали, скло, полімери).

Високу водонепроникливість мають матеріали з замкнутими порами.

Водонепоникливість матеріалу вимірюється трьома методами:

Þ тиском води, який витримує зразок протягом заданого часу без з’явлення ознак фільтрації;

Þ часом, необхідним для проходження заданого об’єму води при постійному тиску;

Þ кількістю води, яка просочується протягом заданого часу при встановленому тиску.

В групу теплофізичних властивостей входять ті, що характеризують відношення матеріалів до зміни температури.

Теплоємкість – це здібність матеріалу поглинати теплоту при нагріванні на один градус.

Питома теплоємкість використовується при розрахунку теплостійкості огорожі, термічної тріщиностійкості матеріалу, необхідного підігріву матеріалу при зимовому бетонуванні.

Матеріали мають здібність як поглинати, так і передавати тепло. Це явище називається теплопровідністю.

Питома теплопровідність λ, характеризує кількість теплоти Q, яка проходить в одиницю часу через одиницю поверхні матеріалу при зміні температури на 1ºС.

Теплопровідність збільшується з підвищенням температури і вологості матеріалу. При підвищенні пористості вона знижується.

При дії на матеріал високих температур розглядаються:

Þ теплостійкість;

Þ термо- і огнестійкість;

Þ вогнестійкість;

Þ вогнетривкість;

Теплостійкість – властивість матеріалу утримувати експлуатаційні характеристики (міцність, пластичність, ударна в’язкість) при механічній і хімічній дії в умовах високої температури.

Жаростійкість – це здібність матеріалу витримувати тривале нагрівання до 1000ºС без змін експлуатаційних характеристик (керамічні і металеві матеріали, спеціальний бетон, ситали).

Термостійкість – здібність матеріалу витримувати без руйнування циклічні зміни температури.

Вогнестійкість – здібність матеріалу утримувати свої експлуатаційні властивості при дії вогню в умовах пожежі.

Вогнетривкість – це здібність матеріалу протистояти дії високих температур не плавлячись.

МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ:

Þ міцність;

Þ твердість;

Þ стираємість;

Þ ударна в’язкість;

Міцність – це опір матеріалів руйнуванню під дією зовнішніх навантажень.

В залежності від будови і умов випробування руйнування матеріалу може бути крихким або пластичним.

Максимальна напруга, під дією якої матеріал руйнується при зростанні навантаження називається межею міцності.

Міцність залежить від температури, характеру середовища і виду напруженого стану (стиснення, розтягування, зріз, кручення).

Міцність зменшується при збільшенні пористості матеріалу. Випробування міцності матеріалу у виробах і конструкціях проводять не руйнуючим способами:

Þ механічним;

Þ ультразвуковим;

Твердість – опір матеріалів руйнуванню або деформації в поверхневому шарі при місцевих силових діях.

Твердість можливо розглядати як міцність при вдавлюванні.

Деформаційні властивості характеризують здібність матеріалу змінювати форму і розміри без змін маси.

Пружність – властивість матеріалу повертати форму і об’єм після завершення дії деформуючих сил.

Найбільша напруга, при який практично не зв’язується остаточні деформації, називається межею пружності.

Пластичність – властивість матеріалу змінювати під дією зовнішніх сил, не руйнуючись, свою форму і розміри і зберігати пластичні деформації після дії навантаження.

Пластичні деформації виникають при напругах, які перевищують межу пружності.

Здібність до пластичних деформацій без помітного збільшення навантаження називається текучістю.

При певних умовах для ряду матеріалів (бетон, метал, кераміка) характерна повзучість – безперервне повільне підвищення деформацій при постійному навантаженні.

Здібність матеріалу руйнуватись без помітної пластичної деформації називається крихкістю, а опір розвитку пластичних деформацій – в’язкістю.

ТЕМА 1.3ВИРОБИ ІЗ ГІРСЬКИХ ПОРІД В ГІДРОМЕЛІОРАТИВНОМУ БУДІВНИЦТВІ.

Питання.

1. Геологічна характеристика гірських порід їх склад і особливості структури.

2. Технічні характеристики гірських порід.

3. Зв’язок властивостей із структурою і походженням гірських порід

4. Класифікація виробів з гірських порід і способи їх одержання.

5. Застосування.

6. Характеристика глини, піску, гравію, булижного каменю.

7. Захист від руйнування.

8. Економічне значення використання.

До природних кам’яних матеріалів належать матеріали мінерального походження, одержані шляхом механічної обробки гірських порід.

В гідромеліоративному будівництві природні кам’яні матеріали – це:

ü пісок;

ü пісчано-гравійні суміші;

ü бутовий камінь;

ü щебінь;

Гірські породи – це мінеральні агрегати визначного складу, які утворюють земну кору.

Природні камені розподіляють по способу одержання, виду обробки, призначенню, щільності.

Рваний бутовий камінь одержують шляхом вибуху гірської маси. Застосовують для кладки фундаментів, при будівництві шляхів, стін промислових будинків, кріплення земляних укосів.

Дроблений камінь випускають у вигляді щебеню, крихт, штучного піску і застосовують у вигляді заповнювачів бетонів. Для покращення властивостей кам’яних матеріалів їх звільняють від домішок та бруду, покращують форму і поверхню зерен.

Штучний камінь – це окремі камені правильної форми, які одержує камневидобувна промисловість:

ü стінові блоки;

ü облицьовочні плити;

ü шляхові і спеціальні вироби.

Вимоги до кам’яних матеріалів для гідромеліоративного будівництва:

Þ висока міцність;

Þ водо- і морозостійкість.

Природні камені розподіляють:

Þ по міцності в сухому стані на:

ü важкі ρ₀ > 1800 кг/м³

ü середні ρ₀ =1500 - 1800 кг/м³

ü легкі ρ₀ =1000 - 1500 кг/м³

Þ по міцності на стиснення на:

ü низько міцні з межею міцності 2,5 – 10 МПа;

ü середньої міцності 15 – 40 МПа;

ü високоміцні ≥ 50 МПа.

Для зведення гребель з кам’яної накидки застосовують:

ü валуни;

ü рваний і бутовий камінь.

Порожнини між крупним каменем заповнюють щебенем та гравієм. При застосуванні каменя для облицьовки гідротехнічних споруд приймають до уваги його стираємість і опір ударним діям.

Вивітрювання – це руйнування гірських порід під дією змінного зволоження та висихання, заморожування та відтаювання, нагріву та охолодження, хімічної взаємодії агресивного середовища з окремими компонентами каменя.

Розподіляють хімічні і конструктивні способи захисту від вивітрювання.

Хімічні – це обробка поверхонь різними складовими для утворення захисної плівки, гідрофобізація.

Конструктивні – виробам надають форму поверхні, яка не затримує на ній воду.

Ґрунти – в будівельній практиці це всі розпушені гірські породи.

По гранулометричному складу розподіляють слідуючи фракції:

ü глина < 0,005 мм;

ü пилуватий грунт 0,005 – 0,05 мм;

ü пісок тонкий 0,05 – 0,1 мм;

ü пісок мілкий 0,1 – 0,25 мм;

ü пісок середній крупності 0,25 – 0,5 мм;

ü пісок крупний 0,5 – 5 мм;

ü гравій 5 – 20 мм;

ü галька 20 – 200 мм;

ü валуни > 200 мм;

Для ґрунтів важливі фізичні характеристики:

Þ щільність;

Þ питома вага;

Þ вологість;

Þ коефіцієнт порожності;

Þ коефіцієнт водоносиченності.

Коефіцієнт порожності ґрунту характеризує ступінь його ущільнення і дорівнює відношенню об’єму пор до об’єму твердих часток в одиниці об’єму ґрунту. Якщо він менш 1, то грунт можна використовувати для основ будинків і споруд тільки після штучного зміцнення.

Коефіцієнт водоносиченности показує ступінь заповнення пор водою, тобто відношення його вологості до повної вологоємкості.

Вологість, при котрій найбільша міцність ґрунту досягається при найменших витратах на його ущільнення є оптимальною.

Характерною властивістю ґрунтів є стисливість під дією зовнішніх сил.

Коефіцієнт стисливості - це відношення коефіцієнта пористості до діючого тиску.

Від ступеня щільності залежить водопроникність ґрунтів, тобто їх здібність фільтрувати воду.

В гідромеліоративному будівництві ґрунти широко застосовують для зведення насипів, дамб, ґрунтових гребель.

ТЕМА 1.4. ДЕРЕВИНА І ВИРОБИ З НЕЇ В ГІДРОМЕЛІОРАТИВНОМУ БУДІВНИЦТВІ.

Питання.

1. Деревни породи, їх будова і фізико-механічні властивості.

2. Зв’язок властивості з будовою.

3. Види дерева і деревини.

4. Сушення, зберігання і захист від гниття та вогню.

5. Види випробувань деревини.

6. Напівфабрикати і вироби з деревини.

Деревинні будівельні матеріали застосовують у вигляді деревини для спорудження невеликих гребель, водовипусків, перемичок, набережних, тимчасових мостів. Деревинні матеріали мають високу механічну міцність при невеликій міцності, пружність, малу теплопровідність, стійкість до змінного заморожування та відтавання, легко обробляються. Але вони можуть загнивати, коробитись, розбухати і тріскатися.

Фізико-механічні властивості деревини у різних напрямках неоднакові.

Деревини в залежності від макроскопічної будови розподіляють на:

Þ ядрову;

Þ стиглодеревину;

Þ заболонну.

По виду породи деревини лісоматеріали підрозділяються на:

ü хвойні (сосна, ялинка, кедр, модрина, ялиця);

ü листяні (дуб, береза, липа, осика, вільха, тополя).

В народному господарстві частіше застосовують хвойні породи. Найкращі фізико-механічні властивості присутні модрині (висока щільність, міцність, не гниє). Серед листових пород кращім для гідромеліоративного будівництва є дуб, деревина якого працює в відповідальних конструкціях на повітрі і під водою. Деревину застосовують у вигляді круглого лісу і пиломатеріалів.

Круглий ліс – це відрізок стовбура з обрубленими сучками і обпиляними торцями.

Відрізки стовбура діаметром не менш 14 см і довжиною від 4 м називають колодами. Діаметром 8 -14 см довжиною не менш 3 м підтоварник. Діаметром 3 – 7 см жердинами.

Для палей гідротехнічних споруд та залізничних мостів застосовують колоди діаметром від 22 до 34 см і довжиною 6,5 і 8,5 м.

Пиломатеріали підрозділяються:

Þ по розмірам поперечного перерізу:

ü на дошки – товщиною до 70 мм і шириною більше подвійної товщини;

ü на бруски – товщиною 80-100 мм і шириною не більш подвійної товщини;

ü на брусся – товщиною і шириною більш 100 мм.

Þ по товщині:

ü на тонкі - товщиною до 35 мм;

ü на товсті – більш 35 мм.

Þ по характеру обробки:

ü на обрізні – обпиляні з чотирьох боків;

ü на необрізані – обпиляні лише з двох сторін.

Щільність деревини визначають складові речовини оболонки клітини. Вина складає 380 – 810 кг/м³. Щільність деревини залежить від вологості і пористості породи і визначається при нормальній 12-ій вологості.

По щільності деревини всі породи підрозділяють на:

Þ легкі ρ₀¹² < 550 кг/м³;

Þ середні ρ₀¹² = 550 - 750 кг/м³;

Þ тяжкі ρ₀¹² > 750 кг/м³;

В деревині розподіляють гігроскопічну (зв’язну) і вільну вологу.

Гігроскопічна вода знаходиться в оболонках клітин і утримується фізико-механічними зв’язками. Межа гігроскопічності в середньому дорівнює 30%. Вільна вода заповнює канали судин і міжклітинний простір і утримується лише фізико-механічним зв’язком з деревиною. При видаленні із деревини гігроскопічної вологи іде процес усушки, а при зволоженні – розбухання.

Межа міцності деревини при розтягуванні повздовж волокон дуже висока і досягає в середньому 100 МПа, а впоперек волокон міцність в 10 – 40 разів менша. Опір розтягуванню значно зменшується при наявності сучків.

Від руйнування деревину захищають конструктивними та хімічними засобами.

Конструктивні – це захист від зволоження (застосування гідроізоляційних матеріалів).

Хімічні – це консервування деревини (захист від руйнування грибами або комахами за допомогою хімічної обробки).

Для захисту деревини від вогню застосовують речовини, які називаються антипіренами.

Антипірени при нагріванні утворюють кристалізаційну воду у вигляді пару або негорючого газу. Крім того, антипірени можуть розплавлятись при нагріванні і утворювати захисну плівку, яка перешкоджає доступ кисню.

ТЕМА 1.5. МЕТАЛИ І МЕТАЛОВИРОБИ, ЯКІ ЗАСТОСОВУЮТЬ У ВОДОГОСПОДАРСЬКОМУ БУДІВНИЦТВІ.

Питання.

1. Основні питання про чавун, залізо і сталь.

2. Домішки і їх вплив на властивості.

3. Одержання чавуну, структура і сорти

4. Приготування сталі із чавуну.

5. Способи виробництва.

6. Структура сталі.

7. Основні види обробки чорних металів.

8. Властивості сталі.

9. Кольорові метали і сплави.

10. Корозія металів, причини.

11. Суть і способи захисту від корозіі.

12. Правила приймання, транспортування і зберігання металовиробів

Металами називають матеріали для яких характерні такі ознаки:

Þ висока тепло- і електропровідність;

Þ ковкість;

Þ блиск.

Ці властивості обумовлені наявністю в кристалічні решітці металів електронів, які вільно пересуваються.

Всі метали та їх сплави підрозділяються на:

Þ чорні – залізо і сплави на його основі: чавун, сталь, феросплави;

Þ кольорові – всі інші метали: мідь, алюміній, цинк, нікель та ін.

Найбільше значення для народного господарства мають чорні метали. В гідромеліоративному будівництві метали застосовують для виготовлення руб і механічного обладнання гідротехнічних споруд, а також значна частина використовується для армування залізобетонних конструкцій.

Чавун – це залізовуглецевий сплав, який містить більш 2% вуглецю. В залежності від стану вуглецю його розподіляють на сірий та білий. В сірому чавуні вуглець знаходиться у вільному стані, а в білому – у вигляді цементиту. Сірий чавун використовують для виливки різних деталей і виробів (труби, санітарно-технічне обладнання, плити для підлоги). Білі чавуни мають підвищену твердість і крихкість і в основному застосовується для переробки в сталь.

Сталь (криця) – залізовуглецевий сплав, який містить менш 2% вуглецю.

Сталь отримують з переробного чавуна окисленням за допомогою:

Þ мартенівського;

Þ конверторного;

Þ електроплавильного способів.

Стальні вироби одержують різними методами:

Þ виливки;

Þ опрацювання тиском, різанням;

Þ з застосуванням зварки та лудіння.

Основний спосіб одержання сталевих виробів це прокатка – різновид обробки металів тиском. Прокатка заснована на здібності сталі до пластичної деформації. Металургійна промисловість випускає чотири основні групи прокатних виробів:

Þ сортову сталь;

Þ листову сталь;

Þ труби;

Þ спеціальні види прокату.

По хімічному складу розподіляють вуглецеву та леговану сталь.

Вуглецева сталь містить:

ü вуглецю 0,01 – 2 %

ü марганцю 0,3 – 0,9 %

ü кремнію 0,15 – 0,35 %

ü сірки та фосфору до 0,07 %

Для будівельних конструкцій звичайно застосовують конструкційну вуглецеву сталь, яка містить до 0,7 % вуглецю. При введені в сталь легуючих домі шків одержують леговані сталі. Для цього застосовують елементи гурту нікелю (Ni, Co, Cu, Mn, Si) і грому (Cr, Ti, W, Zr, V, Al, Mo).

Леговані сталі в залежності від призначення розподіляються на:

Þ конструкційні;

Þ інструментальні;

Þ сталі з особливими властивостями (нержавіючі, жароміцні, зносостійкі та з особливими тепловими властивостями).

Із гурту кольорових металів і сплавів в гідротехнічному будівництві застосовують алюміньові сплави, які використовують як конструктивний матеріал при будівництві гідротехнічних споруд, трубопроводів, мостів.

Позитивні особливості алюміньових сплавів:

Þ мала щільність;

Þ висока міцність;

Þ корозійна стійкість.

Від’ємні:

Þ порівняно низький модуль пружності;

Þ високий коефіцієнт лінійного розширення;

Þ складність виконування з’єднань.

Основні представники алюміньових сплавів:

Þ дюралюміній

ü міді 2,2 – 4,8 %

ü магнію 0,4 – 2,4 %

ü марганцю 0,4 – 0,8 %

Мідні сплави:

Þ латунь: мідь + цинк ( до 45 %)

Þ бронза: мідь + олово, алюміній, кремній та інші.

Цинк та його сплави застосовують для захисту сталі від корозії в агресивному середовищі. Основні фізико-механічні властивості металів і сплавів:

ü щільність;

ü теплове розширення;

ü міцність;

ü пружність;

ü пластичність;

ü твердість;

ü в’язкість (ударна).

Для покращення структури і одержання заданих механічних властивостей металеві вироби піддають термічної обробці:

ü відпал;

ü гартування;

ü відпуск;

ü нормалізація.

Для розподілу металевих матеріалів по способу виробництва, хімічному складу, механічним властивостям їх маркірують.

Корозія металів – це поступове їх руйнування внаслідок хімічної чи електрохімічної взаємодії з зовнішнім середовищем.

Корозії підвладні всі метали, але в залежності від умов експлуатації, зберігання і транспортування протікає вона по різному.

Біля 10% виплавлених чорних металів кожний рік губляться у вигляді корозійного пилу.

Корозії класифікують по:

Þ механічному руйнуванню;

Þ виду агресивного середовища;

Þ характеру руйнування.

В залежності від механізму руйнування корозію підрозділяють на:

Þ хімічну;

Þ електрохімічну.

Хімічна корозія характеризується тільки окислювальними процесами і протікає в неелектролітах (бензин, керосин, сухі гази). Часто спостерігається при високих температурах.

Електрохімічна корозія характеризується наявністю окислювальних і відновних процесів при протіканні електричного струму.

До неї належать:

ü корозія в атмосферних умовах;

ü в морській і річковій воді;

ü в електролітах.

По виду агресивного середовища корозію підрозділяють на:

ü атмосферну;

ü морську і річкову;

ü ґрунтову;

ü в електролітах і т.д.

Атмосферна корозія найбільш поширена. На її частину припадає біля 80 % всіх корозійних руйнувань.

Атмосферна корозія буває:

Þ по виду атмосфери (промислова, сільська, приморська);

Þ по виду клімату (в помірному і тропічному).

У тропічному кліматі корозія значно дужча, тому що там присутня висока вологість, температура, сонячна радіація та інше. Морська і річкова корозія руйнує метал в морській і річковій воді (руйнування корпусів, гребних гвинтів морських і річкових суднів, човнів). Ґрунтова корозія викликає корозію металів в ґрунті (водопровідних і газових металевих труб, палей, що знаходяться в ґрунті). Корозія в електролітах - це руйнування металу в водних розчинах кислот, лугу і солі. Цей вид корозії зустрічається при травленні металів, в хімічній промисловості.

По характеру руйнування корозію підрозділяють на чотири види:

Þ суцільна;

Þ місцева;

Þ виразкова;

Þ міжкристалічна.

Для захисту металів від корозії застосовують слідуючи методи:

Þ підвищення корозійної стійкості металів;

Þ зниження агресивності середовища;

Þ відокремлення металу від агресивного середовища.

Підвищення корозійної стійкості виконується шляхом легування, видаленням з металу шкідливих домішок (очищення), модифікування, хіміко-термічної обробки. Для зниження агресивності середовища зменшують концентрацію агресивних газів, видаляють вологу, пил та забруднення. Ці засоби особливо ефективні при зберіганні металовиробів на складах, при транспортуванні. Для цього в складських приміщеннях підтримують постійну температуру і вологість, приміщення гарно провітрюється. Крім цього, в агресивне середовище вводять речовини, які зменшують ступінь його корозійної агресивності (інгібітори вводять в мастила). Відокремлення металу від агресивного середовища виконують шляхом нанесення металевих і неметалевих покриттів або індустріальних мастил.

По способу нанесення металеві покриття підрозділяють на:

ü гальванічні;

ü нанесені гарячим методом.

Для гальванічних покрить характерна пористість, тому їх наносять на завчасно нанесені шари інших металів. При гальванічному методі метал із розчину солі осідає на виріб при пропусканні через розчин електричного струму. При гарячому методі металевий виріб на кілько секунд занурюють в метал, зазначений для нанесення покриття. Застосовують для цього легкоплавкі метали. Неметалеві покриття – лаки, фарби, силікати, полімерні та інші. Захищають метал і шляхом створення на його поверхні оксидних плівок – оксидування.

Найбільш поширеним металевим покриттям сталі є цинкове.

Електродний потенціал цинку більш від’ємний ніж заліза, тому він виступає анодом і при ушкодженні покриття розчиняється, запобігаючи руйнуванню основного металу. На цьому принципі заснований захист крупних споруд, трубопроводів, резервуарів (протекторний захист). До конструкції, яку необхідно захистити приєднують пластинки із металу або сплаву (протектора) з більш від’ємним потенціалом. Катодні покриття (мідь, олово, нікель) мають менш від’ємний потенціал ніж залізо. Конструкція приєднується до від’ємного полюсу постійного джерела струму і сталь виконує функцію катоду. Анодом служить малоцінний металевий брухт, приєднаний до позитивного полюсу.

В гідромеліоративному будівництві при зведені закритих зрошувальних систем застосовують сталеві та чавунні труби. Серед них тонкостінні сталеві труби з антикорозійним покриттям (ТСАО).

Сталеві труби застосовують для переходів під залізничними і автомобільними шляхами, через водні перешкоди і яри, у випадках, коли застосування труб із інших матеріалів неможливе (на ділянках трубопроводів з робочим тиском > 1,5МПа), при укладанні в тяжко доступних місцях будівництва.

Чавунні труби застосовують на ділянках з робочим тиском >1,2МПа в осідаючих, набрякаючих, заторфованих ґрунтах.

Для напірних трубопроводів застосовують:

Þ сталеві труби безшовні – гаряче- і холоднодеформовані;

Þ електрозварні з поздовжнім прямим або спіральним швом;

Þ з антикорозійним покриттям (виготовлені по спеціальним ТУ для водогосподарського будівництва).

Труби випускають:

ü прямошовні – діаметр 8 – 1620 мм, товщина стінок 0,8 – 20 мм, довжина 2 – 12м.

ü з спіральним швом – діаметр 159 – 1420, товщина стінок 3,5 – 14 мм, довжина 10 – 18 м.

Всі труби, які працюють під тиском, підлягають випробуванню. При гідравлічному випробуванні тиск обчислюють за формулою:

, МПа

де: S – мінімальна товщина стінки труби, мм

R – допустима напруга, МПа.

D – внутрішній діаметр труби, мм.

З’єднають сталеві труби зварюванням. Фланцеві з’єднання застосовують для приєднання арматури.

ТЕМА 1.6. КЕРАМІЧНІ І СКЛОВИРОБИ. КАМ’ЯНЕ ЛИТВО.

Питання.

1. Стадії виробництва керамічних виробів іх суть і вплив на властивості.

2. Фізичні і механічні властивості виробів

3. Способи виробництва будівельних скловиробів і листового скла, їх фізична та механічна характеристика.

4. Вироби із кам’яного литва, сплавів і шлакосплавів.

В групу штучних випалених матеріалів входять ті, що одержані шляхом спіканні або плавлення мінеральної сировини.

Основні представники:

Þ кераміка;

Þ скло;

Þ кам’яне литво;

Þ ситали.

До будівельної кераміки належать штучні кам’яні матеріали, одержані спіканням суміші мінеральної сировини головним компонентом якої є глина. Для виробництва будівельної кераміки застосовують глини 30 – 40 % і суглинки 10 – 30 % глиняної речовини. Крім глин в сировинні суміші добавляють опорожнюючи, вигораючи домішки, плавні ( пісок, попіл, шлак), які зменшують можливість тріщиноутворення при висушуванні.

Найбільш поширений пластичний спосіб виготовлення при якому керамічна маса має вологість 18 – 23 %, при напівсухому способі вологість 8 – 12 %.

Для висушування керамічних виробів застосовують сушили різних конструкцій.

Властивості штучного каменя кераміка одержує при 1000ºС і більш. Вироби масового застосування випалюють в тунельних печах.

По призначенню керамічні вироби підрозділяють:

Þ стінові – цегла керамічний камінь, панелі;

Þ облицювальні – лицева цегла, плитки для фасадної і внутрішньої облицьовки;

Þ дахові – черепиця;

Þ для шляхів і підлоги – клінкерна цегла, плитки;

Þ санітарно-будівельні – умивальники, ванни, унітази;

Þ для підземних комунікацій – каналізаційні і дренажні трубки;

Þ легкі заповнювачі для бетонів.

В гідромеліоративному будівництві застосовують керамічні дренажні труби (основний матеріал для закритих осушувальних мереж). Їх одержують формуванням і випалом з пластичних глин, які не містять домішок вапняку, гравію та ін. Дрн6енажні труби виробляють з циліндричною, шести- та восьми гранню поверхнею. Внутрішні поверхні труб і площині торців повинні бути гладкими. Труби D ≤ 100 мм транспортують в контейнерах або штабелях висотою не більш 1,5 м. Каналізаційні трубки виготовляють із щільної зпеченої кераміки діаметром 125 – 600 мм і довжиною 300 – 1200 мм, їх поверхні вкривають глазур’ю.

Стінові і облицювальні вироби – глиняна цегла, керамічні камені і плити:

Þ звичайна глиняна цегла – для кладки стін та ін. частин будинків;

Þ лицювальна цегла – для зовнішньої облицьовки;

Þ цегла спеціального призначення – для кладки заводських труб, каналізаційних пристроїв.

Розміри цегли:

ü одинарна 250 х 120 х 65

ü модульна 250 х 120 х 88

Марки глиняної цегли по міцності (середня межа міцності на стиснення) – 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, на згин – 1,8 МПа для марок 75 до 4,4 МПа для марок 300.

Водопоглинення цегли не менш 6 % для марок вище 150, для інших не менш 8 %.

Марки цегли по морозостійкості: 15, 25, 35 і 50.

Великий економічний ефект дає перехід на випуск пористих і пустотілих керамічних виробів.

Скло – один з основних будівельних матеріалів, уявляє собою продукт швидкого охолодження силікатних розплавів, його властивостей однакові в усіх напрямках.

Звичайне будівельне скло прозоре, має високу механічну міцність і хімічну стійкість, низьку теплопровідність і звукоізольовану здібність. Крихкість – найбільш характерна властивість скла.

Листове скло – основний продукт, який буває полірований і неполірований, відпалений і загартований, кольоровий і не кольоровий, плоский, хвильовий і гнутий.

Віконне скло – це лист товщиною 2 – 6 мм і розмірами від 250 х 250 мм до 2000 х 2200 мм.

Армоване скло – застосовують для перегородок, балконів, ліхтарів (тобто там де потрібна механічна міцність і безпечність).

Скляні блоки – виготовляють квадратні і прямокутні з кольорового або не кольорового скла.

Склопакети – це вироби з двох-трьох шарів листового скла, між якими є герметичні повітряні прошарки.

Склопрофіліт – профільне скло швелерного або коробчатого перерізу, має високу механічну міцність.

Скляні труби – застосовують для трубопроводів, які транспортують хімічно агресивну рідину, гази, харчові продукти, сипучі та інші матеріали (вони не підлягають корозії).

Скловолокняні