2.2 Требования к уровню освоения содержания дисциплины

В результате изучения дисциплины студент должен знать:

• основы строительного материаловедения;

• технологии производства строительных материалов, изделий и конструкций;

• основные свойства конструкционных строительных материалов;

• принципы выбора и рационального использования конструкционных строительных материалов, конструкций.

уметь:

• оценивать качество конструкционных строительных материалов, изделий, конструкций;

• грамотно назначать требования к конструкционным строительным материалам, конструкциям и определять области их нагрузок и условий внешней среды;

• обеспечивать надлежащие условия транспортирования, хранения и приёмки конструкционных строительных материалов, изделий и конструкций.

• иметь навык:

• определения показателей свойств строительных материалов в лабораторных условиях в соответствии с ГОСТом.

2.3 Взаимосвязь курса с другими дисциплинами

Для изучения дисциплины “Материаловедение. Технология конструкционных материалов” необходимы знания и умения, полученые при изучении курсов: физики, химии.

2. 4 Содержание дисциплины

Общая классификация строительных металлов.

Материаловедение: свойства строительных материалов, физические, механические, химические, биологические. Оценка качества материалов.

Цель, задачи курса. Некоторые исходные понятия. Краткий исторический образ развития строительных материалов.

Природные строительные материалы и изделия. Древесина и композиционные материалы на её основе.

Строение древесины: части растущего дерева, макроскопическое строение древесины, микроскопическое строение древесины, сердцевины и коры.

Химические свойства древесины и коры. Древесина, кора и древесная зелень - химическое сырьё и топливо.

Физические свойства древесины : внешний вид, влажность, плотность, проницаемость жидкостями и газами, тепловые, электрические, звуковые свойства.

Механические свойства древесины: основные сведения, прочность при сжатии, растяжения, сдвиге, статическом изгибе, деформативность; эксплутационные и технологические свойства. Изменчивость и взаимосвязи свойств древесины.

Пороки древесины: сучки, трещины, пороки строения древесины, химические окраски, грибные поражения.

Стойкость и защита древесины. Основные лесные породы: хвойные, лиственные, иноземные, их использование.

Композиционные древесные материалы: клееная древесина, модифицированная древесина, композиционные материалы на основе измельчённой древесины.

Природные каменные материалы.

Общие сведения. Породообразующие минералы. Характерные свойства: твёрдость, спайность, излом, блеск, окраска, плотность.

Виды: амомосиликаты, полевой шпат, нефелин, роговая обманка, слюды; вторичные силикаты: тальк, асбест, камень. Оксиды: кварц(кремний), гематит и лимонит(железо). Карбонаты: кальцит, магнезит, долит, гипс, барит. Сульфиды: киноварь.

Самородные материалы.

Основные горные породы: магматические, осадочные, метаморфические.

Закономерности свойств камня. Добыча и обработка природного камня. Материалы и изделия из горных пород. Защита природного камня в конструкциях.

Керамические материалы.

Общие сведения. Классификация керамических изделий. Глина-основное сырьё для керамических изделий.

Состав шихты. Технлогия производства. Способы формования. Свойства керамических изделий. Виды керамических изделий.

Минеральные вяжущие вещества и искусственные каменные материалы на их основе.

Цементный камень как матричная часть в конгломератах и исходные компоненты.

Взаимодействие водных растворов с неорганическими вяжущими веществами и процессы твердения. Заполняющие компоненты в конгломератах и добавки, вводимые в смеси.

Основные разновидности строительных конгломератов. Общие сведения о бетонах, их виды.

Железобетон- общие сведения, исходные материалы, производство, технологические схемы.

Силикатные изделия автоклавного твердения. Общие сведения. Силикатный (ивестково - песчаный). Известково - шлаковый и ивестково - зольный кирпич. Силикатные бетоны и изделия ячеистой структуры.

Асбестоцементные изделия. Основные сведения. Продукция асбестоцементных заводов. Коррозия строительных конгломератов в эксплутационных условиях.

Органические вяжущие вещества и изделия на их основе.

Классификация органических вяжущих веществ. Основные исходные материалы для получения. Битумы, Дёгти. Отвердевание битумов и дёгтей. Минеральные наполнители в качестве асфальтирующих добавок.

Заполняющие компоненты и основные разновидности безотжиговых искусственных конгломератов на основе органических веществ: асфальтовые бетоны, дёгтебетоны.

Теплоизоляционные и звукоизоляционные материалы.

Строение и свойства теплоизоляционных материалов. Способы поризации материалов. Неорганических и органических теплоизоляционные материалы и изделия. Полимерные теплоизоляционные материалы. Применение в строительстве.

Акустические материалы. Звукопоглощающие материалы. Их свойства, виды и область применения. Звукопоглощающие материалы. Их свойства, виды и область применения.

Строительное стекло и расплавы.

Стекло. Состав и строение стекла. Свойство стекла. Основы производства стекла. Стеклянные материалы и изделия.

Материалы и изделия шлаковых расплавов.

Металлы, механические свойства металлов и сплавов.

Металлы, применяемые в строительстве.

Механические свойства: статические, динамически. Твёрдость металлов, ударная вязкость, прочность.

Конструктивные материалы и сплавы.

Конструкционные стали: углеродистые и легированные термическая обработка. Твёрдые сплавы. Сортамент стального проката. Алюминий и его сплавы. Применение, свойства, разновидности строительных сталей. Низколегированные стали повышенной прочности. Строительные стали повышенной прочности с карбонитридным упрочнением. Закалено - отпущенные экономнолегированные стали повышенной прочности.

Технология конструкционных материалов: введение. Составные части общей теории.

Теоретические и технологические основы производства материалов.

Теоретическая технология. Сырьевые материалы, поступающие на переработку в строительные конгламеры. Основные процессы в технологии строительных материалов: подготовительные работы, перемешивание отдозированых компонентов смеси, обработка отформованных изделий, общая теория отвердевания матричных веществ в строительных конгломератах. Структура строительных материалов и изделий.

Технологические основы производства материалов. Практическая технология. Основные компоненты и разновидности производственных технологий. Связь производственных процессов с общей теоретической технологией. Прогрессивные технологии в строительном материаловедении, смысловые и количественные критерии. Оптимизирующие факторы при совершенствовании технологий до уровня прогрессивных.

Основы получения чугуна и стали.

Производство алюминия.

Материалы, применяемые в строительстве.

А) Природные строительные материалы.

Древесина и древесные строительные материалы.

Б) Искусственные материалы и изделия.

Безоджиговые искусственные конгламеры цементный камень. Бетон. Железобетон. Сухие строительные смеси. Гипс и гипсокортон. Силикатные изделия. Гидроизоляционные материалы. Материалы для отдельных работ: краски, лаки, обои.

Обжиговые глина, керамика, стёкла. Изделия из шлаковых расплавов. Материалы каменного литья.

Производство изделий пластическим деформированием.

Обработка давлением.

Теоретические основы обработки металлов давлением: пластическая и упругая деформация металлов. Холодная и горячая деформация металлов. Возврат, рекристаллизация, явления при нагреве металлов.

Сущность процессов обработки металлов давлением: прокатки, волочения, прессования (схемы процессов, оборудование, инструмент, продукция, область применения).

Свободная ковка: сущность процесса. Инструмент, оборудование и технология ковки. Основные операции. Область применения.

Сущность процессов объемной и листовой штамповки: технологии штамповки, оборудование и инструмент, область применения.

Производство изделий прокаткой.

Сущность процесса. Схема процесса. Оборудование, инструмент, продукция, область применения.

Производство сварных соединений.

Физико-химические основы получения сварочного соединения

Классификация способов сварки. Физическая сущность процессов сварки плавлением и давлением. Свариваемость металлов и сплавов. Металлургические, химические и физические явления в материалах при сварке. Источники теплоты при сварке. Напряжения и деформации, вызываемые сваркой, и меры их предупреждения и устранения. Классификация сварных соединений.

Процессы сварки плавлением

Электродуговая сварка. Понятие об электрической дуге и её свойствах. Источники питания сварочной дуги. Особенности горения дуги при постоянном и переменном токе. Оборудование и приспособления для дуговой сварки. Электроды, их классификация и маркировка. Технология и способы дуговой сварки.

Автоматическая и полуавтоматическая сварка под флюсом. Сварка в среде защитных газов: в среде углекислого газа, аргоно-дуговая. Плазменная сварка, электроннолучевая, лазерная сварка. Сущность и схемы процессов, применяемое оборудование и материалы.

Газовая сварка и резка. Сущность процессов. Сварочное пламя и его характеристики. Оборудование и материалы. Технологии газовой сварки и резки металлов.

Процессы сварки давлением

Контактная сварка: стыковая, точечная, шовная. Сущность процессов, применяемое оборудование, технологии сварки.

Сварка трением, ультразвуковая, взрывом, диффузионная.

Получение неразъемных соединений пайкой и склеиванием

Сущность и способы пайки. Материалы для пайки. Типы и характеристика паяных соединений. Технология пайки.

Сущность и способы склеивания. Материалы для склеивания, общие сведения о технологиях склеивания.

Контроль качества сварных, паяных и клеевых соединений.

Получение соединений склеиванием.

Сущность и способы склеивания. Материалы для склеивания. Общие сведения о технологических склеиваниях. Контроль качества соединений.

Производство изделий литьём и третированием.

Способы получения металлов и сплавов

Теоретические и технологические основы производства материалов.

Основные методы получения твердых тел. Основы металлургического производства: производство черных и цветных металлов и сплавов.

Понятие о рудах черных и цветных металлов. Принципы получения металлов из руд восстановлением, электролизом, металлотермией. Флюсы, топливо, огнеупорные материалы. Доменное производство. Сталеплавильное производство. Способы плавки и рафинирования цветных металлов и сплавов.

Основы порошковой металлургии.

Напыление материалов.

Литейное производство

Классификация способов получения отливок. Общая технологическая схема изготовления отливок.

Формовочные материалы. Модельный комплект. Литниковая система.

Классификация литейных сплавов. Основные литейные свойства сплавов: жидкотекучесть, линейная и объёмная усадка, газопоглощение, ликвация.

Изготовление отливок в песчано-глинистых формах. Ручная формовка. Машинная формовка. Заливка форм. Выбивка и очистка отливок.

Дефекты в отливках и способы их устранения.

Особенности технологии изготовления отливок из различных сплавов Специальные способы литья: под давлением, в металлические формы, центробежное, по выплавляемым моделям, в оболочковые формы.

Торкретирование. Сущность процесса.

Производство материалов обжигом.

Упрочнение материалов обжигом: нагрев, обжиг, охлаждение.

Физика - технологические основы получения композиционных материалов.

Изготовление изделий из композиционных материалов.

Изготовление изделий из полимерных композиционных материалов.