budmat

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ Київський національний університет будівництва і архітектури

БУДІВЕЛЬНЕ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВО

Методичні вказівки до вивчення дисципліни

для студентів спеціальності 8.092101 “Промислове і цивільне будівництво” денної та заочної форм навчання

Київ 2008

УДК 693.552 ББК 38.33

Б90

Укладачі: Ю.Г. Гасан, кандидат технічних наук, професор В.В. Чистяков, доктор технічних наук, професор О.А. Гончар, кандидат технічних наук, доцент

Рецензент М.П. Безсмертний, кандидат технічних наук, професор

Відповідальний за випуск К.К.Пушкарьова, доктор технічних наук, професор

Затверджено на засіданні кафедри будівельних матеріалів, протокол №12 від 20 червня 2008 року.

Видається в авторській редакції.

Будівельне матеріалознавство: методичні вказівки до вивчення Б90 дисципліни /уклад.: Ю.Г. Гасан, В.В. Чистяков, О.А. Гончар. –

К.: КНУБА, 2008. – 32 с.

Розглянуто зміст лекцій, лабораторних робіт, індивідуального завдання, наведено запитання для самоконтролю до кожної теми лекцій, перелік запитань для підготовки до семестрового контролю, а також список рекомендованої навчально-методичної літератури.

Призначено для студентів спеціальностей 8.092101 “Промислове і цивільне будівництво” для поглибленого засвоєння теоретичного курсу, практичного використання під час виконання індивідуальних і лабораторних робіт та підготовки до контролю знань з дисципліни “Будівельне матеріалознавство”.

© КНУБА, 2008

ЗАГАЛЬНІ ПОЛОЖЕННЯ

Метою дисципліни є засвоєння студентами основних наукових положень сучасного будівельного матеріалознавства, спрямованих на висвітлення взаємозв’язку між властивостями будівельних матеріалів та їх складом і структурою, ознайомлення з фізико-технічними та експлуатаційними властивостями будівельних матеріалів, основами виробництва та особливостями застосування з урахуванням умов експлуатації.

Об’єктом вивчення даної дисципліни є будівельні матеріали, особливості технології виготовлення та застосування.

У результаті вивчення дисципліни студенти мають набути знань із загальної технології виробництва, складу, будови та властивостей будівельних матеріалів та виробів, а також вміння оцінювати фізикотехнічні характеристики матеріалів і раціонально використовувати їх у сучасному будівництві.

В результаті засвоєння основних розділів дисципліни студент повинен:

-знати класифікацію та номенклатуру сучасних будівельних матеріалів, виробів та конструкцій;

-вміти визначати взаємозв’язок складу, структури та властивостей матеріалів, оцінювати показники їхньої якості;

-правильно оцінювати умови експлуатації матеріалу за допомогою нормативних документів та набутих у процесі навчання знань;

-відповідно до умов експлуатації визначати вимоги до комплексу показників будівельних матеріалів різного функціонального призначення – фізико-механічних та хімічних властивостей, необхідної довговічності та надійності;

-прогнозувати зміну властивостей матеріалу чи виробу з урахуванням дії навколишнього середовища та агресивних факторів;

-знати можливі механізми корозії матеріалів, виробів та конструкцій різного призначення та способи захисту від дії агресивних факторів;

-виконувати техніко-економічний порівняльний аналіз застосування різних видів будівельних матеріалів та виробів.

3

ОБСЯГ РОБОТИ СТУДЕНТІВ З ВИВЧЕННЯ ДИСЦИПЛІНИ, ВИДИ РОБІТ І ФОРМИ КОНТРОЛЮ

РОЗПОДІЛ НАВЧАЛЬНОГО ЧАСУ ПО СЕМЕСТРАХ І МОДУЛЯХ

Дисципліна “Будівельне матеріалознавство” викладається протягом третього та четвертого семестрів. Перевірка знань студентів здійснюється під час проведення поточного, модульного і семестрового контролів, а їхня рейтингова оцінка визначається відповідно до Положення про кредитно-модульну організацію навчального процесу в університеті.

4

ШКАЛА ОЦІНЮВАННЯ НАВЧАЛЬНОЇ РОБОТИ СТУДЕНТІВ

ПОРАДИ ДО ВИВЧЕННЯ ЛЕКЦІЙНОГО КУРСУ

МОДУЛЬ 1. КЛАСИФІКАЦІЯ І ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ. НЕОРГАНІЧНІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ ПРИРОДНОГО ПОХОДЖЕННЯ. НЕОРГАНІЧНІ БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ, ОТРИМАНІ ТЕРМІЧНОЮ ОБРОБКОЮ

ЗМ1.1. (Лекція 1). ВСТУП ДО КУРСУ

На початку вивчення курсу « Будівельне матеріалознавство» треба звернути увагу на основні поняття про будівельні матеріали, вироби і конструкції та їх значення для народного господарства. Необхідно ознайомитися з поняттям композиційних матеріалів.

Далі слід розглянути розвиток виробництва і застосування матеріалів, виробів і конструкцій, основні напрямки науково-технічного прогресу в їхньому виробництві і застосуванні, звернувши увагу на шляхи зниження матеріало-, енергота трудомісткості у будівництві, а також на наявні і перспективні сировинні ресурси.

5

Необхідно також розглянути класифікацію будівельних матеріалів за різними ознаками та поняття про стандартизацію і уніфікацію матеріалів і виробів.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 1.

[1], с.9-11, 13-21; [2], с.3-7; [3], с.4-5; [4], с.3-8; конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Дайте визначення, що таке композиційні будівельні матеріали? Наведіть приклади таких матеріалів.

2.Що є сировиною для виробництва будівельних матеріалів?

3.Як можна знизити матеріалота енергоємність будівництва?

4.За якими ознаками класифікують будівельні матеріали?

5.Яке значення для будівництва має стандартизація та уніфікація будівельних матеріалів?

ЗМ1.2. (Лекції 2,3). ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Спочатку треба розглянути поняття про макро- і мікроструктуру, хімічний, мінеральний та фазовий склад матеріалів, а також залежність їхніх властивостей від складу і будови, від умов утворення.

Для кращого засвоєння необхідно вивчити основні властивості, намагаючись запам’ятати конкретні назви властивостей, поняття про них, одиниці виміру, методи визначення, взаємозв’язок з іншими властивостями.

Цю тему треба продовжити розглядом хімічних, технологічних, спеціальних і експлуатаційних властивостей, запам’ятовувати конкретні назви таких властивостей, поняття про них, одиниці виміру, методи визначення та взаємозв’язок з іншими властивостями.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 2,3.

[1], с.27-81; [2], с.6-41; [3], с.6-96, 98-120; [4], с.8-18; конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Які фактори мають вплив на властивості будівельних матеріалів?

2.На які групи поділяють будівельні матеріали за макроструктурою?

3.Які існують види мікроструктур матеріалів?

4.Як мікроструктура будівельних матеріалів впливає на інші властивості?

5.Дайте визначення, що таке хімічний, мінеральний та фазовий склади будівельних матеріалів.

6.На які групи класифікують основні властивості будівельних матеріалів?

7.Які властивості відносять до фізичних ?

8.Які властивості відносять до фізико-механічних ?

9.Що таке хімічні властивості?

10.Що відносять до технологічних властивостей?

11.Що таке спеціальні і експлуатаційні властивості?

6

12.Які методи контролю якості будівельних матеріалів відносять до адеструктивних (неруйнівних)?

13.Що відносять до спеціальних методів досліджень і випробувань матеріалів?

ЗМ1.3. (Лекція 4). ПРИРОДНІ КАМ’ЯНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ З НИХ

На початку вивчення цієї теми треба розглянути геологічні процеси в земній корі, які обумовлюють утворення мінералів і гірських порід, а також ознайомитись з класифікацією природних кам’яних матеріалів за походженням. Далі треба вивчити найголовніші породотвірні мінерали, звернувши увагу на їхні основні властивості.

Треба також з'ясувати зв'язок між умовами утворення гірських порід і загальним характером їхньої будови, залежність властивостей матеріалів від складу і будови порід.

Далі необхідно ознайомитись з найголовнішими магматичними, осадовими та метаморфічними гірськими породами, їхніми видами, основними властивостями та особливостями застосування у будівництві.

Треба розглянути способи видобування і обробки кам’яних матеріалів, види продукції з природного каменю та вимоги до них при різних умовах експлуатації.

Особливу увагу треба звернути на фактори, що викликають корозію кам’яних матеріалів та способи запобігання корозії.

Необхідно з’ясувати ефективність використання природних кам’яних матеріалів та відходів при їх виробництві.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 4.

[1], с.83-124; [2], с.41-63; [3], с.137-151; [4], с.18-26; конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Завдяки яким процесам у земній корі утворюються природні кам’яні матеріали?

2.На які групи класифікують гірські породи за походженням?

3.Які мінерали відносять до найголовніших породотвірних і які основні властивості притаманні кожному з них?

4.Як умови утворення впливають на властивості природних кам’яних матеріалів?

5.Які гірські породи відносять до магматичних, осадових та метаморфічних порід? Які властивості їм притаманні та які особливості їх застосування у будівництві?

6.Якими способами видобувають природний камінь та переробляють його в будівельні матеріали?

7.Які вироби та матеріали виготовляють з природного каменю?

8.Які фактори викликають корозію природних кам’яних матеріалів і як їх захищають від корозії?

7

ЗМ1.4. (Лекція 5). КЕРАМІЧНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ

Починати вивчення теми необхідно із загальних понять про кераміку та її місце серед інших будівельних матеріалів. Далі треба розглянути класифікацію керамічних матеріалів і виробів за призначенням і способами формування, а також ознайомитись з особливостями технологій виготовлення керамічних матеріалів і виробів, звернувши увагу на основну сировину та її властивості, добавки, глазурі та ангоби. Необхідно розглянути різновиди стінових, облицювальних виробів і виробів спеціального призначення, а також теплоізоляційних матеріалів і легких заповнювачів, кислотота вогнетривких виробів і санітарнотехнічної кераміки, звертаючи увагу на їхні основні властивості і специфіку застосування.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 5.

[1], с.127-174; [2], с.64-81; [3], с.175-190; [4], с.102-105; конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Що називають керамікою і яке місце вона займає серед інших будівельних матеріалів?

2.За якими ознаками класифікують керамічні будівельні матеріали?

3.Що є сировиною для кераміки?

4.Які основні технологічні операції виготовлення будівельної кераміки?

5.Що відносять до керамічних стінових матеріалів та виробів?

6.Що називають ефективною керамікою і які фактори обумовлюють таку назву?

7.Які керамічні вироби відносять до облицювальних?

8.Які керамічні вироби відносять до виробів спеціального призначення?

9.Які керамічні вироби відносять до теплоізоляційних матеріалів та виробів і легких заповнювачів для бетону?

10.Які керамічні вироби відносять до кислотота вогнетривких матеріалів, санітарно-технічних виробів?

ЗМ1.5. (Лекції 6, 7). МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ З МІНЕРАЛЬНИХ РОЗПЛАВІВ.

На початку вивчення теми слід з‘ясувати загальні поняття про матеріали та вироби з мінеральних розплавів, визначити сировинну базу, зрозуміти основні поняття про склоподібний стан речовин та ознайомитись із загальною класифікацією матеріалів і виробів з мінеральних розплавів.

Далі треба ознайомитися з особливостями технологій виготовлення скляних матеріалів, властивостями скла, різновидами листового скла (включаючи його спеціальні різновиди), облицювальними скляними матеріалами і виробами, а також ситалами, ніздрюватими та волокнистими скляними матеріалами і виробами з них, запам’ятовуючи їхні назви, властивості і особливості застосування у будівництві.

У продовження теми необхідно окремо розглянути з урахуванням екологічних аспектів перспективні матеріали і вироби з відходів металургії (шлаків, зол) та гірських порід, які можуть бути сировиною для кам’яного

8

литва. Спочатку треба вивчити технології переробки шлаків у будівельні матеріали, а далі – засвоїти назви, властивості і специфіку застосування у будівництві щільних, пористих і волокнистих матеріалів і виробів на основі шлаків та зол. Потім треба розглянути номенклатуру матеріалів і виробів з кам’яного литва, їхні властивості і застосування в будівництві.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 7.

[1], с.177-215; [2], с.81-99; [3], с.190-203; [4], с.105-108; конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Що є сировиною для матеріалів та виробів із силікатних розплавів?

2.За якими ознаками класифікують матеріали із силікатних розплавів?

3.Як виготовляють скло і вироби з нього?

4.Які властивості має скло?

5.Охарактеризуйте конструкційно-теплоізоляційні вироби із скла.

6.Які є види облицювальних скляних матеріалів?

7.Що відносять до ніздрюватих і волокнистих матеріалів із скла та для чого їх застосовують у будівництві?

8.Які матеріали і вироби виготовляють із шлакових розплавів, їхні властивості та особливості використання?

9.Які матеріали і вироби виготовляють з кам’яного литва та чому їх

доцільно застосовувати у будівництві?

10.В чому полягає екологічна і технічна доцільність використання шлаків та кам’яного литва для виробництва будівельних матеріалів і виробів?

МОДУЛЬ 2. БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ НА ОСНОВІ МІНЕРАЛЬНИХ В’ЯЖУЧИХ РЕЧОВИН

ЗМ2.1. (Лекції 8,9,10,11). НЕОРГАНІЧНІ В’ЯЖУЧІ РЕЧОВИНИ

На початку вивчення цієї дуже важливої і великої за обсягом теми необхідно ознайомитись із загальними поняттями про в’яжучі речовини та засвоїти їхню класифікацію за умовами твердіння та експлуатації.

Далі необхідно згідно з класифікацією розглянути різновиди гіпсових в’яжучих речовин, звертаючи увагу на сировину, технологію виготовлення, властивості окремих видів та їхнє застосування. Окремо треба уважно розглянути теорію твердіння та основні технічні властивості гіпсових в’яжучих.

Потім треба ознайомитись з сировиною, основами технології виготовлення, різновидами, властивостями і специфікою застосування в будівництві магнезіальних в’яжучих речовин.

У продовження вивчення теми « Неорганічні в’яжучі речовини» треба ознайомитись із різновидами повітряних в’яжучих речовин, сировиною для їхнього отримання, технологіями виготовлення, відмітними властивостями та особливостями застосування в будівництві.

9

Далі треба розглянути повітряне будівельне вапно – сировина, основи технології виготовлення, схема твердіння, різновиди вапняних в’яжучих, особливості застосування в будівництві.

Після цього треба розпочати вивчення гідравлічних в’яжучих речовин. Необхідно розглянути відмінності сировини і технології виготовлення гідравлічного вапна, звернувши увагу на його мінеральний склад, властивості і специфіку застосування в будівництві порівняно з повітряним вапном.

Слід ознайомитись з особливостями сировини і технології виготовлення романцементу, з його мінеральним складом, властивостями та застосуванням у сучасному будівництві.

У продовження вивчення теми « Неорганічні в’яжучі речовини» необхідно розглянути один з найбільш поширених видів неорганічних гідравлічних в’яжучих речовин – портландцемент. Спочатку треба ознайомитись із загальними поняттями, технологіями виробництва портландцементу, особливостям твердіння і формування структури цементного каменю, а далі – розглянути стандартні властивості та питання довговічності цементного каменю (типи корозії та способи захисту від неї).

Завершити ознайомлення з темою про портландцемент треба детальним вивченням спеціальних різновидів цементів – назви, відмінності складів, позитивні і негативні властивості, особливості застосування в будівництві.

Слід розглянути композиційні цементи, розширні та лужні цементи, жаростійкі, вапняно-пуцоланові та вапняно-шлакові цементи, звертаючи увагу на екологічну та технічну доцільність їхнього використання.

Треба ознайомитись з особливостями виготовлення та застосування гіпсоцементно-пуццоланових в’яжучих речовин, яким притаманні властивості і портландцементних, і гіпсових в’яжучих. Необхідно також розглянути різновиди, склади, властивості і специфіку застосування в будівництві в’яжучих речовин автоклавного тверднення.

Необхідно розглянути перспективи розвитку виробництва і застосування неорганічних (мінеральних) в’яжучих речовин.

ЛІТЕРАТУРА ДО ЛЕКЦІЇ 8,9,10,11.

[1] с.259-300; [2] с.104-137; [3] с.204-245; [4] с. 33-52, 102-105;

конспект лекцій.

Запитання для самоконтролю

1.Дайте визначення, що таке мінеральні в’яжучі речовини?

2.Наведіть класифікацію мінеральних в’яжучих речовин за умовами тверднення.

3.Які в’яжучі речовини відносять до повітряних в’яжучих?

4.Які існують різновиди гіпсових в’яжучих речовин і чим вони відрізняються один від одного?

5.Які є етапи тверднення мінеральних в’яжучих речовин?

10