Контрольная работа по ТКМ
Подождите немного. Документ загружается.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Кузбасский государственный технический университет»
Кафедра технологии строительного производства
Технология конструкционных
материалов
Контрольная работа
Выполнил: Калашников
Вадим Валерьевич
Заочный факультет
Группа СПс-09
1 курс
Проверил: Исаенко Алексей
Владимирович
Кемерово 2009
Задача.
Масса образца стандартных размеров, вырезанного из древесины (дуба), равна
8,76 г; при сжатии вдоль волокон предел прочности его оказался равным 37,1
МПа. Найти влажность, плотность и предел прочности дуба при влажности
12%, если масса высушенного такого же образца составляет 7,0 г.
Решение:
Пусть размеры стандартного образца дуба: 2х2х3 см
Тогда влажность дуба:
%14,25%100
0,7
0,776,8
%100
2
21
P
PP
W
,
где Р1 – вес влажной древесины, г;
Р2 – вес сухой древесины, г.
Плотность:
)/(583,0
322
0,7
3
2
смг
смсмсм
г
V
P
V
m
Предел прочности при сжатии при влажности 12%:
)20(
12
Wk
W
МПа
W
1,37
– предел прочности при сжатии вдоль волокон при сжатии
образца в момент испытаний;
k – пересчетный коэффициент на влажность;
β – поправочное число на температуру; дуб лиственная порода,
тогда β = 4,5 кг/см
2
при влажности 12% принимаем k = 0,805
МПамкг
смкг
смкгсмкгсбМПа
W
9,29/707,3044393
/7,30443937013,236,304439347)2014,25(5,4805,0378185525
/378185525/2537818551,37
2
2
12
22
Вопросы.
1. В каких сечениях изучается микроструктура древесины? Объясните
основные элементы торцового сечения дерева.
Ответ:
В торцовом и радиальном сечениях изучается микроструктура древесины.
Основные элементы торцового сечения дерева:
Кора – покрывает дерево сплошным кольцом, состоящим из внешнего
коркового слоя и внутреннего слоя – луба, который проводит воду с
органическими веществами, выработанными в листьях, вниз по стволу. Кора
предохраняет дерево от технических повреждений, резких перемен
температуры, насекомых и других вредных влияний окружающей среды;
Камбий – расположен между лубом и древесиной в виде очень тонкого слоя
тонкостенных клеток, способных к делению и росту. Клетка камбия, делясь,
ежегодно откладывают в сторону коры клетки луба, а в противоположную
сторону – клетки древесины. Зимой при температуре ниже 0 ºС рост дерева
приостанавливается;
Древесина состоит из кроны ствола и корней.
Кронасостоит из ветвей и листьев (или хвои). Из углекислоты,
поглощаемой из воздуха и воды, получаемой из почвы, в листьях
образуются сложные органические вещества, необходимые для жизни
дерева.
СтволMрастущего дерева проводит воду с растворенными минеральными
веществами вверх, а с органическими веществами вниз к корням. Он дает
основную массу древесины (от 50 до 90% объема всего дерева), имеющей
главное промышленное значение.
КорниMпроводят воду с растворенными в ней минеральными веществами
вверх по стволу, хранят запасы питательных веществ и удерживают дерево
в вертикальном положении.
Сердцевина расположена в центре поперечного сечения ствола и проходит по
всей его длине. Она состоит из клеток с тонкими стенками и представляет
собой рыхлую ткань первичного образования; она очень слаба, непрочна и
легко поддается загниванию.
2. В каком виде находится влага в древесине? Удаление, какой влаги
связано с разрушением клетчатки?
Ответ:
Свойства древесины очень сильно зависят отMсодержания влаги.
Влага находится в полости клеток, сосудах, межклеточных
пространствах, а также в стенках клеток.
Клетки, в свою очередь, состоят из целлюлозы (клетчатки), углеводов и
лингина. Целлюлоза – С-49,5%, О и N – 44,2%, Н-6,3%.
Влага в древесине представляет собой воду. Различают две формы воды,
содержащейся в древесине: связанную и свободную. Связанная вода
находиться в клеточных стенках, а свободная содержится в полостях клеток и
межклеточных пространствах. Связанная вода удерживается в основном
физико-химическими связями, изменение её содержания существенно
отражается на большинстве свойств древесины. Свободная вода, удерживаемая
только механическим связями, удаляется легче, чем связанная вода, и
оказывает меньшее влияние на свойства древесины.
У живого (свежесрубленного) дерева содержание влаги будет обычно
находиться вMрайоне 50% -100%. После рубки содержание влаги снижается.
Вначале испаряется свободная влага, пока неMбудет достигнута так называемая
точка насыщения волокна. Это та точка, при которой вся свободная вода ушла,
аMоставшаяся влага связана внутри стенок клетки. Эта точка зависит
отMтемпературы. При удалении из древесины связанной влаги происходит
уменьшение линейных размеров и объема древесины. Такой процесс
называется усушкой. Процесс потери влаги продолжается до тех пор, пока
уровень влаги в древесине не достигнет определенного предела (равновесной
влажности), который напрямую зависит от температуры иMвлажности
окружающего воздуха. Под полной усушкой понимают уменьшение линейных
размеров и объёма древесины при удалении всего количества связанной воды.
В результате удаления свободной (капиллярной) и связанной
(гигроскопической) влаги происходит разрушение целлюлозы (клетчатки).
3. Что служит сырьем для изготовления неорганических
теплоизоляционных материалов и в каком виде эти материалы
применяют?
Ответ:
Неорганические теплоизоляционные материалы изготавливают на основе
минерального сырья (горных пород – доломит, нефелин, известняк, мергелей и
др., шлака, стекла и асбеста). К этой группе относят: минеральную, стеклянную
вату и изделия из них, некоторые виды легких бетонов на пористых
заполнителях (вспученном перлите и вермикулите), ячеистые теп-
лоизоляционные бетоны, пеностекло, асбестовые и асбестосодержащие
материалы, керамические и др.
Минеральная вата состоит из искусственных минеральных волокон. Вата
не горит, не гниет, ее не портят грызуны, она морозостойка и
температуростойка. Минеральную вату применяют для теплоизоляции как хо-
лодных (до -200 °С), так и горячих (до +600 °С) поверхностей, чаще в виде
изделий: войлока, матов, полужестких и жестких плит, скорлуп, сегментов.
Иногда вату используют в качестве теплоизоляционной засыпки пустотелых
стен и перекрытий.
Минеральный войлок выпускают в виде листов и рулонов из минеральной
ваты, слегка пропитанной синтетическими смолами. Применяют для утепления
стен перекрытий в кирпичных, бетонных и деревянных домах.
Минераловатные маты представляют собой минераловатный ковер,
заключенный между битуминизированной бумагой, стеклотканью или
металлической сеткой, прошитый прочными нитями и тонкой проволокой.
Маты применяют для теплоизоляции ограждающих конструкций жилых и
общественных зданий, их используют также для утепления свежеуложенных
бетонов и растворов при строительстве в холодное время года.
Минераловатные полужесткие плиты изготовляют из минерального
волокна путем нанесения на него распылением связующего (синтетических
смол или битума) с последующим прессованием и термообработкой для сушки
или полимеризации. Полужесткие изделия применяют для теплоизоляции
ограждающих конструкций зданий и горячих поверхностей оборудования при
температуре до 200-300 °С.
Минераловатные жесткие изделия получают смешиванием минеральной
ваты с битумной эмульсией или синтетическими смолами с последующим
формованием, прессованием и прогреванием отформованных изделий для их
сушки или полимеризации. Минераловатные жесткие плиты применяют для
утепления стен, покрытий и перекрытий жилых и промышленных зданий и
холодильников.
Стеклянная вата. Для изготовления ваты используют стеклянный бой
или те же сырьевые материалы, что и для оконного стекла: кварцевый песок,
известняк или мел, соду. Стеклянная вата практически не дает усадки в
конструкциях, волокна ее не разрушаются при длительных сотрясениях и
вибрации. Она плохо проводит и хорошо поглощает звук, морозостойка.
Пеностекло выпускают в виде блоков или плит путем спекания порошка
стекольного боя или некоторых горных пород вулканического происхождения
(трахиты, сиениты, нефелины, обсидианы и др.) с известняком. Пеностекло
применяют как утеплитель стен, перекрытий, полов и кровель промышленных
и гражданских зданий, в том числе железобетонных панелей в сборных
крупнопанельных домах, в конструкциях холодильников, а также для изоляции
тепловых установок и сетей.
Вспученный перлит получают путем измельчения и обжига перлита,
обсидиана и других вулканических горных пород стекловидного строения.
Вспученный вермикулит представляет собой сыпучий пористый материал в
виде чешуйчатых частиц золотистого цвета, получаемых ускоренным обжигом
до вспучивания вермикулита — гидрослюды. Вспученные вермикулит и перлит
используют в виде теплоизоляционных засыпок. На их основе получают
растворные и бетонные смеси, из которых формуют теплоизоляционные
изделия (плиты, кирпич) или выполняют теплоизоляционные,
звукопоглощающие и декоративные штукатурки.
4. Что такое акустический фибролит?
Ответ:
Акустический фибролит – это материал, получаемый из древесной
шерсти или синтетического волокна и минерального вяжущего
(портландцемента или гипса).
Фибролитом называют материал из тонких длинных древесных стружек,
скрепленных портландцементом. Фибролит подразделяют на три марки: 300,
400 и 500 в зависимости от плотности. Фибролит выпускают в виде плит.
Как строительный материал фибролит обладает многими достоинствами:
1) Плиты фибролита можно пилить и сверлить обычными
деревообрабатывающими инструментами;
2) В них легко забиваются гвозди и ввертываются шурупы;
3) Они хорошо оштукатуриваются и окрашиваются;
4) Прочно сцепляются с незатвердевшим бетоном и надежно крепятся к
поверхности бетонных и каменных конструкций.
Фибролит морозостоек, не загнивает, не поражается грызунами. По
огнестойкости фибролит относится к трудносгораемым материалам.
Акустические плиты применяют при строительстве зданий аэропортов, фойе
театров, кафе, ресторанов и т.д. Теплоизоляционный фибролит применяют
обычно для утепления тонких кирпичных и бетонных стен в
сельскохозяйственных постройках.
5. Каковы общие свойства полимеров и пластмасс?
Ответ:
Пластмассы содержат в своём составе полимер, который в период
формования изделий находится в вязкотекучем или высокоэластичном
состоянии, а при эксплуатации – в стеклообразном или кристаллическом
состоянии. Соответственно свойства, которыми наделен полимер, передаются
пластмассе. При этом помимо полимера, в состав пластмассы могут
входитьMнаполнители полимерных материалов, пластификаторы, понижающие
температуру текучести и вязкость полимера,Mстабилизаторы полимерных
материалов, замедляющие его старение, красители и др. Пластмассы могут
быть однофазными или многофазными материалами. В однофазных
пластмассах полимер является основным компонентом, определяющим
свойства материала. Остальные компоненты растворены в полимере и
способны улучшать те или иные его свойства. В многофазных пластмассахM
полимер выполняет функцию связующего других компонентов, которые также
находятся в составе.
Общие свойства полимеров и пластмасс имеют положительные и
отрицательные стороны.
1. Одно из основных свойств – это коррозионная стойкость. Полимеры и
пластмассы противостоят не только атмосферной коррозии, но и воздействию
различных кислот, солей, щелочей и растворителей.
2. Так как в составе пластмасс присутствует полимер, который в свою очередь,
имеет способность к большим, длительно развивающимся обратимым
деформациям, соответственно, данную способность к большим деформациям
можно назвать общей.
3. У полимеров и пластмасс одни диэлектрические свойства, т.е. и те и другие
плохо или совсем не проводят электрический ток.
4. Важнейшее свойство полимера – способность образовывать высокопрочные
волокна и пленки, которая передается также пластмассам.
5. Простота переработки в изделия.
6. Доступность сырья – получают из доступных видов сырья – уголь, нефть,
воздух, известь и т.д.
К отрицательным можно отнести следующие свойства:
1. Полимеры и пластмассы обладают низкой теплостойкостью, низкой
теплопроводность и низкой твердостью.
2. Старение – изменяют свои свойства под действием нагрузки, тепла, влаги,
света, воды при длительном пребывании в атмосферных условиях.