1252

3

УДК69.03

Арзуманов А.А. Использование современных строительных материалов в лесном комплексе. Методические указания по лабораторным работам дисциплины по направлению подготовки магистра 250700.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств /А.А. Арзуманов; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТА». Воро-

неж, 2015. 20 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТА

Рецензент: зав. кафедры ТСП ВГАСУ , канд. техн. наук, проф. А.Н.Ткаченко

Научный редактор: д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

4

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на различных производствах лесной промышленности, лесного хозяйства необходимо знание курса «Использование современных строительных материалов в лесной отрасли». Инженеры на этих предприятиях являются не только «заказчиками», но и нередко сами руководят строительными работами.

Методические указания содержат четыре лабораторные работы, которые позволят лучше изучить самые распространённые строительные материалы. Почти все работы посвящены изучению свойств минеральных вяжущих веществ. Так же отражены вопросы использования материалов в различных условиях эксплуатации и температурных режимах. В четвёртой работе рассматривается важная тема определения марки материала в лабораторных условиях.

Каждая лабораторная работа содержит теоретическую часть и контрольные вопросы для самостоятельного контроля. Необходимые рисунки создают полную картину будущей лабораторной работы у студента.

Методические указания регламентируют общие правила оформления текстовых документов, содержат основные расчёты и содержание лабораторных работ.

Целью данных методических указаний является дать необходимые рекомендации для выполнения практических заданий студентами, обучающимися заочно по направлению подготовки магистра /заочная форма/ 250700.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.

При самостоятельном изучении дисциплины студент должен получить следующие знания:

на уровне представлений: знать основные этапы развития строительных материалов;

на уровне воспроизведения: применять полученные знания при организации проведения работ, выборе применяемого оборудования и средств изме-

5

рений, статистической обработки результатов; на уровне понимания: обосновывать решения, принимаемые конструк-

тивные решения;

– умения:

теоретические: уметь проводить поиск нужных строительных материа-

лов;

практические: уметь подбирать необходимое оборудование и материалы делать соответствующие выводы;

– владения:

владеть расчётом состава строительных конструкций и современных строительных материалов, приемами постановки инженерных задач с целью повышения эффективности производства.

Студент по результатам освоения дисциплины «Использование совре-

менных строительных материалов в лесной отрасли»

должен обладать следующими компетенциями:

а) общекультурными (ОК):

-умением использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК – 4);

б) профессиональными (производственно-технологическая деятельность)

(ПК):

-способностью определять стоимостную оценку основных производственных ресурсов (ПК – 7);

-способностью разрабатывать проекты изделий с учётом физикомеханических, технологических, эстетических, экономических параметров (ПК

–14).

Врезультате освоения дисциплины студент должен:

-знать: основные положения добычи сырья, производства и использования строительных материалов лесной отрасли; руководящие технические материалы и нормативы, применяемые при производстве стройматериалов; основные свойства строительных материалов; уст-

6

ройство и правила эксплуатации объектов лесного комплекса; санитар- но-технического оборудования производственных зданий; порядок составления, рассмотрения и утверждение проектно-сметной документации; основные положения по финансированию разработок новых строительных материалов; основные требования по охране окружающей среды;

- уметь: решать основные вопросы проектирования, производства и использования строительных материалов сооружений лесной промышленности; увязать технологическую схему производства с объемно-планировочными решениями производственных и вспомогательных зданий; применять при проектировании и строительстве типовые схемы зданий, новые конструктивные решения и современные строительные материалы; разработать генеральный план промышленной площадки и дать технико-экономическую оценку принятых решений; разработать мероприятия по защите окружающей среды.

Лабораторная работа № 1

Тема «Испытание портландцемента»

Цель работы: изучение физико-механических свойств портландцемента и методов его испытания.

Портландцементом называется гидравлические вяжущее вещество, получаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и некоторых других материалов (мергеля, доменного шлака и пр.). свойства портландцемента определяются прежде всего качеством клинкера. Вводимые в него добавки предназначены для их регулирования.

7

Портландцемент и его разновидности – основной материал в современном строительстве. Из него возводят бетонные и железобетонные конструкции самых разнообразных зданий и сооружений. Жилищно-гражданское, промышленное, сельскохозяйственное, гидротехнические, горное, дорожное – вот неполный перечень видов строительства, где с успехом применяют бетон и железобетон на портландцементе.

В лабораторной работе требуется исследование следующих свойств цемента:

1)нормальной густоты цементного теста;

2)сроков схватывания цементного теста;

3)изготовление образцов для определения мерки цемента.

Методика выполнения работы

Определение нормальной густоты цементного теста

Смесь с водой называют цементным тестом. Нормальная густота цементного теста характеризуется водопотребностью цемента, т.е. количеством воды, необходимым для получения теста определенной консистенции.

Нормальную густоту цементного теста определяют с помощью прибора Вика. На станине подвижно укреплен стержень, снабженный стрелкойуказателем. Стержень со стрелкой может перемещаться вдоль неподвижной шкалы, закрепленной на станине прибора. Шкала имеет деления от 0 до 40 мм. В нижнюю часть стержня вставляется пестик и удерживается винтом. Масса стержня с пестиком 300 г. Вертикальное перемещение стержня с пестиком обеспечивается отжатием зажимного винта. На опору станины помещаются металлическая или стеклянная пластина и кольцо. Внутренняя поверхность кольца и пластины смазывается машинным маслом. Перед началом опыта проверяется нулевое положение стрелки-указателя; для этого подвижный стержень опускается до соприкосновения пестика с пластиной. Если при этом стрелка не совпадает с нулем шкалы, то следует откорректировать ее положение.

8

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, помещают его в чашку, предварительно протертую влажной тряпкой, и вливают определенное (по указанию преподавателя) количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты. Затем сначала осторожно перемешивают, а потом энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и растирания 5 мин.

По окончании перемешивания цементным тестом наполняют кольцо, установленное на пластинке, срезают ножом избыток теста и 5-6 раз встряхивают кольцо, постукивая пластинку о стол. Пестик прибора приводят в соприкосновение с поверхностью теста и закрепляют стержень зажимным винтом. Затем винт быстро отвинчивают и дают возможность пестику свободно погружаться в цементное тесто. Через 30 сек? с момент, освобождения стержня, производят отсчет погружения пестика по шкале. За нормальную густоту принимается такая консистенция теста, при которой пестик не доходит до пластинки на 5-7 мм.

При меньшей или большей величине погружения пестика следует повторить испытание с другим количеством воды, добиваясь погружения пестика на указанную глубину.

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды, выраженным в процентах (с точностью до 0,25 %) от веса цемента.

Определение сроков охватывания цементного теста Сроки схватывания цементного теста определяют, используя описанный

выше прибор Вика. Пестик в данном случае заменяется иглой. Для сохранения стандартной массы перемещающейся части прибора на стержень сверху помещают пригруз.

Приготавливают цементное тесто нормальной консистенции и укладывают его в кольцо. Иглу приводят в соприкосновение с поверхностью теста и стержень закрепляют винтом; затем освобождают стержень, игла свободно погружается в цементное тесто. Иглу опускают в тесто через каждые 5 мин до начала схватывания, а затем замеры повторяют уже с интервалом 15 мин, каждый

9

раз опуская иглу в новое место. После каждого погружения иглу следует тщательно обтирать.

Началом схватывания цементного теста считается промежуток времени, прошедший от начала затворения до того момента, когда игла не будет доходить до пластинки на 1-2 мм. Концом схватывания считается время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла будет погружаться в тесто не более чем на 1 мм.

В соответствии с ГОСТ начало схватывания должно наступать не ранее 45 мин, а конец не позднее 10 час от начала затворения.

Изготовление образцов для определения марки цемента Прочность цемента характеризуется его маркой. Она соответствует ми-

нимально возможному пределу прочности на сжатие стандартных образцов в виде куба с ребром 50 мм, твердевших 28 суток при нормальном температурновлажностном режиме (t=20oC, W=70-80 %). Образцы изготавливаются из цементного раствора (смеси цемента, песка и воды) пластичной консистенции. Цемент и песок берется в пропорции 1:3 по весу. Этот раствор укладывается в металлическую форму, смазанную машинным маслом. Форму закрепляют на виброплощадке, наполняют на 1 см раствором и включают виброплощадку. В течение 2 мин одновременно с вибрированием заполняются небольшими порциями все гнезда формы. По истечении 3 мин от начала вибрации форма снимается с площадки, а избыток раствора срезается ножом. Формы с маркированными образцами помещаются на 24 часа в ванну с гидравлическим затвором, после чего образцы извлекается из формы, и выдерживаются в воде 27 суток до момента испытания.

Контрольные вопросы

1.Что такое портландцемент?

2.Назовите области применения портландцемента.

3.Расскажите о гидравлических вяжущих веществах.

4.Устройство и назначение прибора Вика.

5.Методика выполнения лабораторной работы.

10

Лабораторная работа № 2

Тема «Испытание тяжелого бетона» Цель работы: получение в лабораторных условиях бетонной смеси тре-

буемой подвижности и заданной марки бетона. Экспериментальная часть.

Объем замеса – 7 л, что несколько превышает объем 2-х стандартных образцов, которые будут изготовлены в процессе выполнения этой лабораторной работы. Чтобы получить необходимое количество материалов для замеса, нужно производственный расход составляющих на 1 м3 бетона умножить на 0,014.

Замес изготавливают в следующем порядке:

1)отвешивают необходимое количество песка и высыпают на боек (поддон), отвешивают цемент, добавляют его к песку и перемешивают до получения однородной смеси;

2)добавляют требуемое количество крупного заполнителя и всю смесь перемешивают до тех пор, пока крупный заполнитель не будет равномерно распределен по всему объему;

3)отмеривают требуемое количество воды и выливают ее в смесь небольшими порциями при одновременном перемешивании. Затем энергично перемешивают смесь до получения однородной массы.

Подбор бетонной смеси требуемой подвижности Подвижность бетонной смеси зависит от количества цементного теста, от

зернового состава мелкого и крупного заполнителей, формы и характера поверхности их зерен, от соотношения заполнителей, от вида цемента, содержания воды в смеси и других факторов. Практически регулировать подвижность бетонной смеси можно только количеством цементного теста, т.к. в противном случае меняется состав бетона, а в следствии этого и его физико-механические свойства.

Например, если увеличить содержание воды, то изменится водоцементное отношение, а следовательно, и марка бетона.