Пояснювальна записка до магістерської кваліфікаційної роботи магістр (освітньо-кваліфікаційний рівень) на тему




Сторінка4/26
Дата конвертації23.10.2016
Розмір4,5 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26

Кольорові метали і сплави


Сплави кольорових металів застосовують для виготовлення деталей, що працюють в умовах агресивного середовища, піддаються тертю, вимагають великої теплопровідності, електропровідності і зменшеної маси.

Мідь - метал червонуватого кольору, що відрізняється високою теплопровідністю і стійкістю проти атмосферної корозії. Міцність невисока: σв = 180 ... 240 МПа при високій пластичності δ> 50%.

Латунь - сплав міді з цинком (10 ... 40%), добре піддається холодної прокатці, штампування, витягування σв = 250 ... 400 МПа, δ = 35 ... 15%. При маркуванні латуней (Л96, Л90, ..., Л62) цифри вказують на вміст міді у відсотках. Крім того, випускають латуні багатокомпонентні, тобто з іншими елементами (Мn, Sn.Pb.Al).

Бронза - сплав міді з оловом (до 10%), алюмінієм, марганцем, свинцем і іншими елементами. Володіє хорошими ливарними властивостями (вентилі, крани, люстри). При маркуванні бронзи Бр.ОЦСЗ-12-5 окремі індекси позначають: Бр - бронза, О - олово, Ц - цинк, С - свинець, цифри 3, 12, 5 - вміст у відсотках олова цинку, свинцю. Властивості бронзи залежать від складу: σв = 150 ... 2ю МПа, δ = 4 ... 8%, НВ60 (в середньому).

Алюміній - легкий сріблястий метал, що володіє низькою міцністю при розтягуванні - σв = 80 ... 100 МПа, твердістю - НВ20, малою щільністю - 2700 кг / м3, стійкий до атмосферної корозії. У чистому вигляді в будівництві застосовують рідко (фарби, газоутворювач, фольга). Для підвищення міцності в нього вводять легуючі добавки (Мn, Сn, Mg, Si, Fe) і використовують деякі технологічні прийоми. Алюмінієві сплави поділяють на ливарні, застосовувані для відливання виробів (силуміну), і деформуються (дюралюмінію), що йдуть для прокатки профілів, листів і т.п.

Силумін - сплави алюмінію з кремнієм (до 14%), вони володіють високими ливарними якостями, малою усадкою, міцністю σв = 200 МПа, твердістю НВ50 ... 70 при досить високій пластичності δ = 5 ... 10%. Механічні властивості силумінів можна істотно поліпшити шляхом модифікування. При цьому збільшується ступінь дисперсності кристалів, що підвищує міцність і пластичність силумінів.

Дюралюміни- складні сплави алюмінію з міддю (до 5,5%), кремнієм (менше 0,8%), марганцем (до 0,8%), магній (до 0,8%) та ін. Їх властивості покращують термічною обробкою ( загартуванням при температурі 500- 520 Со з подальшим старінням). Старіння здійснюють на повітрі протягом 4 - 5 сут при нагріванні на 170Со протягом 4 - 5 год.

Термообробка алюмінієвих сплавів заснована на дисперсному твердінні з виділенням твердих дисперсних частинок складного хімічного складу. Чим дрібніші частинки новоутворень, тим вище ефект зміцнення сплавів. Межа міцності дюралюминов після гартування і старіння складає 400 ... 480 МПа і може бути підвищений до 550 ... 600 МПа в результаті наклепу при обробці тиском.

Останнім часом алюміній і його сплави все ширше застосовують у будівництві для несучих та огороджуючих конструкцій. Особливо ефективним є застосування дюралюминов для конструкцій в великопрольотних спорудах, в збірно-розбірних конструкціях, при сейсмічному будівництві, в конструкціях, призначених для роботи в агресивному середовищі. Розпочато виготовлення тришарових навісних панелей з листів алюмінієвих сплавів із заповненням пінопластовими матеріалами. Шляхом введення газообразователей можна створити високоефективний матеріал пеноалюминия із середньою щільністю 100 ... 300 кг / м3. йг

Всі алюмінієві сплави піддаються зварюванні, але вона здійснюється більш важко, ніж зварювання сталі, через утворення тугоплавких оксидів Аl2О3.

Особливостями дюралюмина як конструкційного сплаву є: низьке значення модуля пружності, приблизно в 3 рази менше, ніж у сталі, вплив температури (зменшення міцності при підвищенні температури більше 400 ° С і збільшення міцності і пластичності при негативних температурах); підвищений приблизно в 2 рази в порівнянні зі сталлю коефіцієнт лінійного розширення; знижена зварюваність.

Титан за останній час почав застосовуватися в різних галузях техніки завдяки цінним властивостям: високої корозійної стійкості, меншої щільності (4500 кг / м3) в порівнянні зі сталлю, високим міцності властивостями, підвищеної теплостійкості. На основі титану створюються легкі і міцні конструкції зі зменшеними габаритами, здатні працювати при підвищених температурах. [19].


    1. Керамічні будівельні матеріали

Керамічними називають штучні кам'яні матеріали й вироби, отримані в процесі технологічної обробки мінеральної сировини й наступного випалу при високих температурах. Назва "кераміка" походить від грецького слова "keramos" - глина. Тому під технологією кераміки завжди мали на увазі виробництво матеріалів і виробів із глинистої сировини й сумішей її з органічними й мінеральними добавками. Матеріал, з якого складаються керамічні вироби після випалу, у технології кераміки називають керамічним черепком.

За призначенням керамічні вироби підрозділяють на такі види: стінові, оздоблювальні, покрівельні, для підлог, перекриттів, шляхові, санітарно-технічні, кислототривкі теплоізоляційні, вогнетривкі й заповнювачі для бетонів.

За структурою розрізняють керамічні вироби з пористим спеченим (щільним) черепком. Пористими вважають вироби з водопоглинанням по масі більше 5 %. До них належать вироби як грубої кераміки (керамічна стінова цегла й камінь, вироби для покрівлі й перекриттів, дренажні труби), так і тонкої кераміки (оздоблювальні плитки, фаянсові вироби тощо). До щільних відносять вироби з водопоглинанням за масою менше 5 %. До них належать також вироби грубої (клінкерна цегла, великорозмірні оздоблювальні плити), і тонкої (фаянс, напівпорцеляна, порцеляна) кераміки.



За температурою плавлення керамічні матеріали й вироби підрозділяються на:

  • легкоплавкі (нижче 1350 °С);

  • тугоплавкі (1350-1580 °С);

  • вогнетривкі (1580-2000 °С);

  • вищої вогнетривкості (більше 2000 оС).

Основним сировинним матеріалом для виробництва будівельних керамічних виробів є глиниста сировина, застосовувана в чистому вигляді, а частіше в суміші з добавками (для зниження усадки - спіснювальні, пороутворювальні, плавнями, пластифікаторами та ін.).

Глиниста сировина (глини й каоліни) - продукт вивітрювання вивержених польовошпатних гірських порід, що містить домішки інших гірських порід. Глинисті мінеральні частки діаметром 0,005 мм і менше забезпечують здатність при замішуванні водою утворювати пластичне тісто, що зберігає при висиханні додану форму, а після випалу набуває водостійкість і міцність каменю.

Крім глинистих часток у складі сировини є пилоподібні частки з розмірами зерен 0,005-0,16 мм і піщаних часток з розмірами зерен 0,16-2 мм. Глинисті частки мають пластинчасту форму, між якими при змочуванні утворюються тонкі шари води, викликаючи набрякання часток і здатність їх до ковзання відносно одна одної без втрати зв’язності. Тому глина, змішана з водою перетворюється у легко формовану пластичну масу.

При сушінні глиняне тісто втрачає воду й зменшується в об'ємі. Цей процес називається повітряною усадкою. Чим більше в глинистій сировині глинистих часток, тим вище пластичність і повітряна усадка глин. Залежно від цього глини підрозділяються на високопластичні, середньопластичні, помірно-пластичні, малопластичні й непластичні. Високопластичні глини мають у своєму складі до 80-90 % глинистих часток, число пластичності 6-25, водопотреба складає більше 28 %, повітряна усадка - 10-15. Середньо - помірно-пластичні глини мають у своєму складі 60 % глинистих часток, число пластичності 15-25, водо потреба - 20-28 % і повітряна усадка 7-10 %. Малопластичні глини мають відповідно 5-30 % глинистих часток, водопотребу менше 20 %, число пластичності 7-15 і повітряну усадку 5-7 %. Непластичні глини не утворюють пластичне тісто, яке легко формується.

Глини з вмістом глинистих часток більше 60 % називають "жирними". Вони відрізняються високою усадкою, для зниження якої в глини додають спіснювальні добавки. Глини з вмістом глинистих часток менше 10-15 % - "худі" глини, до них при виготовленні виробів додають тонкодисперсні добавки, наприклад, бентонітову глину.

У технологічному процесі одержання кераміки випал є найважливішим і завершальним процесом. Цей процес можна розділити на три періоди: прогрів сирцю, власне випал і регульоване охолодження. При нагріванні сирцю до 120 °С видаляється фізично зв'язана вода й керамічна маса стає непластичною. Але якщо додати воду, пластичні властивості маси зберігаються. У температурному інтервалі 450-600 °С відбувається видалення хімічно зв'язаної води, руйнування глинистих мінералів і глина переходить у аморфний стан. При цьому й при подальшому підвищенні температури вигорають органічні домішки й добавки, а керамічна маса безповоротно втрачає свої пластичні властивості. При 800 °С починається підвищення міцності виробів завдяки протіканню реакцій у твердій фазі на границях поверхонь часток компонентів. У процесі нагрівання до 1000 °С можливо утворення нових кристалічних силікатів, наприклад силіманіту Al2O3·SiО2, a при нагріванні до 1200 оС - муліту 3Al2O3·SiО2. Одночасно з цим легкоплавкі сполуки керамічної маси й мінерали плавнів створюють деяку кількість розплаву, що заповнює порожнечі між частками, стягає їх і призводить до ущільнення й усадки маси в цілому. Ця усадка називається вогневою. Залежно від виду глини вона становить 2-8 %. Після остигання виріб набуває каменеподібний стан, водостійкість і міцність. Властивість глин ущільнюватися при випалі й утворювати каменеподібний черепок називається спіканням.

Залежно від призначення випал виробів ведуть до різного ступеня спікання. Спеченим вважається черепок з водопоглинанням менше 5 %. Більшість будівельних виробів випалююь до одержання черепка з неповним спіканням у певному температурному інтервалі від температури вогнетривкості до початку спікання, що називається інтервалом спікання.

Інтервал спікання для легкоплавких глин становить 50-100 °С, а вогнетривких - до 400 °С. Чим ширше інтервал спікання, тим менше небезпека деформацій і розтріскування виробів при випалі.

Інтервал температур випалу знаходиться у межах: для цегли, каменю, керамзиту - 900-1100 °С, для клінкерної цегли, плиток для підлог, гончарних виробів, фаянсу - від 1100°С до 1300°С; для порцелянових виробів - від 1300 °С до 1450 °С, для вогнетривкої кераміки - 1300-1800°С [19].



      1. Види будівельних виробів з кераміки




        1. Керамічна цегла й камені

Керамічна цегла й камені виготовляють із легкоплавких глин з добавками або без них і застосовують для кладки зовнішніх і внутрішніх стін та інших елементів будинків і споруд, а також для виготовлення стінових панелей і блоків. Залежно від розмірів цегла й камені підрозділяються на види: цегла звичайна (рисунок - 1.3, а), стовщена (рисунок 1.3 - б), модульна (рисунок - 1.3, в), камінь звичайний (рисунок 1.3, г), укрупнений (рисунок- 1.3, д), модульний (рисунок 1.3 - е) і з горизонтальним розташуванням порожнеч (рисунок - 1.3, ж, з).



Цегла може бути повнотіла й з пустотами, а камені тільки пустотілими. Стовщена й модульна цегла повинна бути також тільки з круглими або щілинними порожнечами, щоб маса однієї цеглини не перевищувала 4 кг. Поверхня граней може бути гладкою й рифленою. Цегла й камінь повинні бути нормально обпаленими, тому що недопал (світло-червоні кольори) має недостатню міцність, малу водостійкість й морозостійкість, а перепалена цегла (залізняк) відрізняється підвищеною щільністю, теплопровідністю й, як правило, має перекручену форму.

Рисунок 1.3 - Типи керамічної цегли й каменю: цегла: а) звичайна; б) стовщена; в) модульна; камінь: г) звичайний; д) укрупнений; е) модульний; ж), з) з горизонтальним розташуванням порожнеч

За зовнішнім виглядом цегла й камінь повинні задовольняти певним вимогам. Це встановлюється шляхом огляду й обмірювання певної кількості цегли від кожної партії (0,5 %, але не менше 100 шт.) за відхиленнями від установлених розмірів, непрямолінійності ребер і граней, відбитості кутів і ребер, наявності наскрізних тріщин, що проходять по постелі цегли. Загальна кількість виробів з відхиленнями вище допустимих повинна бути не більше 5 %. Залежно від цих показників визначають марку виробів за міцністю.

Морозостійкість цегли й каменів складає 15, 25, 35 й 50. Водопоглинання для повнотілої цегли повинне бути для марки 150 не менше 8 %, а для повнотілої цегли більш високих марок і пустотілих виробів не менше 6 %. За густиною в сухому стані цегла й камені підрозділяються на три групи:



  • звичайні, з густиною більше 1600 кг/м3;

  • умовно-ефективні, з густиною більше 1400-1600 кг/м3;

  • ефективні, з густиною не більше 1400-1450 кг/м3.

До ефективних стінових матеріалів належать також пористі суцільні й пустотілі цегла й камені, виготовлені з діатомітів і трепелів з густиною: клас А - 700-1000 кг/м3, клас Б - 1001- 1300 кг/м3, клас В > 1301 кг/м3.

Застосування ефективних стінових керамічних матеріалів дозволяє зменшити товщину зовнішніх стін, знизити матеріалоємкість конструкції, що обгороджує, до 40 %, скоротити транспортні витрати й навантаження на підвалини.

У закордонній практиці існує виробництво цегли пазогребневої конструкції для безрозчинної кладки, великорозмірних керамічних стінових елементів, звукоізоляційної цегли та інших стінових виробів [20].




1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   26


База даних захищена авторським правом ©uchika.in.ua 2016
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка