Реферат: Породы древесины Технология теплоизоляционных материалов пластмасс железобетонных изделий
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Кафедра технологии строительного производства
Контрольная работа №1
По технологии конструкционных материалов
Кемерово 2010
Задача:
Примерно насколько дуб прочнее сосны на сжатие, если известно, что образец дуба тяжелее сосны в два раза, а масса сосны при 12%-й влажности равна 420кг?
Решение
в зависимости от средней плотности
R12 = d ρm12 – l,
где d, 1 — коэффициенты, зависящие от вида древесины: для дуба d =
850, l = 67; для сосны d = 920, l = 50; pm12 — средняя плотность
древесины при стандартной влажности 12 %, г/см3.
Rд = 850х 690 – 67=58,6433МПа
Rс = 920х 500 – 50=45,9950МПа
Отсюда следует, что дуб прочнее сосны на сжатие примерно в 1,2 раза.
Вопросы:
Перечислить основные ядровые, заболонные и спелодревесные породы древесины
Сделав только поперечный срез, вы можете наиболее четко рассмотреть строение древесины. Каждый брусок необтесанного дерева имеет кору – это кожа дерева, которая не используется в работе, ее обязательно нужно снимать. Под корой располагается зона роста дерева, которая практически не различима невооруженным глазом.
На свежем спиле с растущего дерева этот слой камбия представлен очень хорошо. После того как вы снимите кору, вам откроется тонкая прослойка влажной ткани зеленоватого цвета – это и будет камбий. За камбием расположена собственно древесина с годичными кольцами. Ее еще называют заболонью. В центре каждого дерева есть ядро, которое по цвету может сливаться с заболонью или иметь более темный цвет. В зависимости от этого разделяют заболонные породы древесины, где ядро не имеет ярко выраженной структуры и клетки расположены так же плотно, как и в заболони, и ядровые, где, соответственно, ядро хорошо различимо. Иногда заболонные породы дерева называют безъядровыми.
К ядровым древесным породам относятся все хвойные (сосна, кедр, ель, тис, лиственница) и некоторые лиственные породы, например дуб, ясень, тополь. Большинство лиственных пород составляет ряд заболонных, или безъядровых: береза, граб, ольха, клен.
Спелодревесные породы древесины — древесные породы с одинаковой окраской в поперечном сечении, у которых центральная часть ствола отличается от заболони только меньшей влажностью — ель, пихта, бук, липа и др.
Какие главные физико-химические процессы протекают при автоклавной обработке известково-песчаных камней?
Автоклавными силикатными изделиями называют изделия, изготовляемые из смеси извести и мелкозернистых материалов (песка, золы-уноса, шлаков, лессовидных суглинков), процесс твердения которых происходит в автоклавах под давлением пара 8-12 ат.
Изготовление цемента сопровождается химическими реакциями на всех стадиях технологического процесса. Огромный резерв увеличения выпуска, снижения стоимости и повышения качества цемента связан с химизацией его производства. Так, при введении в сырьевую смесь небольших доз разжижителей в виде сульфитно-дрожжевой бражки, триполифосфата натрия, метасиликата натрия, продуктов обработки щелочью бурого угля и других веществ значительно снижается влажность поступающего в печь шлама, в результате чего повышается производительность печи и понижается расход топлива на обжиг. Благодаря вводу в сырьевую шихту минерализаторов (плавиковый шпат, фосфогипс, фосфоросодержащие шлаки, кремнефтористый натрий, гипс и др.) интенсифицируется процесс обжига клинкера. Добавка к сырьевой смеси частично вместо части глинистого компонента фосфоросодержащих шлаков повышает производительность вращающихся печей на 8-10%, повышает марку цемента.
Связующим в силикатных бетонах является вяжущее, состоящее из гидросиликатов и гидроалюминатов кальция, образующихся в результате физико-химического процесса, протекающего в паровой среде автоклава.
В зависимости от температуры пара, времени действия, удельной поверхности кремнеземистой составляющей, насыщенности известью и других факторов образуются минералы — гидросиликаты кальция (ксонотлит, тоберморит, гилебрандит и др.). Преобладание той или иной формы гидросиликата кальция в изделии диктует свойства материала. Управление процессом минералообразования путем правильного подбора смеси и установления режима термообработки позволяет создать материалы с заданными свойствами.
Первой операцией при изготовлении силикатных изделий является измельчение извести в мельнице и составление смеси в растворомешалке или бегунах.
Для активизации процессов минералообразования в массу вводят молотый песок либо перемалывают известь вместе с песком.
Для интенсификации процесса образования гидросиликатов кальция иногда в массу добавляют сульфат натрия (до 1%).
Одним из вариантов технологии производства силикатных изделий является предварительное смешивание и совместный помол в дезинтеграторе гашеной извести или молотой кипелки и песка. Материал, попадая под удар быстро вращающихся стержней, смешивается и частично измельчается. Недостатком этого способа является быстрое изнашивание пальцев и корзин дезинтегратора.
Второй операцией производства силикатных изделий является формование. Силикатный кирпич прессуется на специальных прессах под давлением (150-250)*105 н/м2 и укладывается автоматически на вагонетки. В процессе автоклавной обработки известь вступает с кремнеземистым компонентом в химическую реакцию, в результате которой образуются гидросиликаты кальция, скрепляющие зерна заполнителя в прочный монолит.
Химические процессы, происходящие на разных стадиях производства, можно представить в следующем виде:
1. Выделение водорода на стадии образования пористой структуры в сырце:
/>
2. Образование гидроксидов и гидросиликатов на стадии набора сырцом пластической (транспортной) прочности:
/>
3. Образование новых минералов (тоберморита) на стадии автоклавной обработки:
/>
При производстве крупногабаритных ячеистых изделий большой толщины необходимо принять меры к уменьшению осадки массы. В этом случае до автоклавной обработки формы с залитой ячеистой массой выдерживают в течение 3-4 ч; хорошие результаты дает ввод в состав массы пористых добавок — шлака, керамзита и т. д.
Для сокращения срока выдерживания изделий до автоклава в смесь вводят небольшое количество хлористого кальция, растворимого стекла, гипса, сернокислого глинозема.
Одним из важнейших вопросов в технологии производства ячеистых бетонов является выбор порообразователя. Для изготовления пеносиликатных изделий хорошим пенообразователем является гидролизованная кровь (ГК). Для газосиликатных изделий применяют алюминиевую пудру.
В качестве добавки для регулирования скорости гашения извести применяют тонкомолотый гипс.
Формы перед заливкой ячеистой массы смазывают петролату-мом или смесью солярового масла и автола или выстилают полиэтиленовой пленкой.
Отформованные силикатные изделия поступают в автоклавы на обработку паром под давлением 8-12 ат примерно по такому режиму: подъем давления 2-3 ч, выдержка при максимальном давлении пара 2-12 ч, спуск давления 2 ч.
Автоклав представляет собой горизонтальный цилиндр диаметром 2600-3600 мм и длиной 17-20 м. В нем уложены рельсовые пути для вагонеток или платформ. После загрузки крышку автоклава герметически закрывают, в котел впускают пар, постепенно доводят давление до заданного.
Автоклавы применяют двух типов: тупиковые и проходные.
Для ускорения процесса запаривания иногда предварительна вакуумируют загруженный автоклав. При пропаривании часть извести остается свободной и процесс твердения ее заканчивается в дальнейшем за счет поглощения углекислоты из воздуха. При запаривании крупногабаритных изделий в формах полезное заполнение автоклава составляет не более 30%.
В последнее время практикуют двухстадийный процесс запаривания: вначале изделия в формах поступают в ямные камеры с температурой 60-80° С на 8-10 ч, где они приобретают прочность, позволяющую направлять их в распалубленном состоянии в автоклавы для дальнейшего твердения.
--PAGE_BREAK--После термообработки изделия остывают в течение 2 ч в теплом помещении, затем их транспортируют на склад готовой продукции.
Что служит сырьем для изготовления теплоизоляционных материалов на основе неорганических вяжущих веществ?
Минеральные изделия на битумных вяжущих (неорганические). Неорганические теплоизоляционные материалы и изделия получают из неорганического сырья путем его переработки. Изделия этой группы характеризуются малой плотностью 35…500 кг/м3. Они не горят, не гниют, сравнительно долговечны и поэтому широко применяются для теплоизоляции строительных конструкций и промышленного оборудования. К этому типу относятся минеральная вата, ячеистые и лёгкие бетоны, стекловолокно, пеностекло, вспученный перлит и т.д.
Сырье: горные породы, шлаки, стекло и асбест.
Изложите основу важнейших методов переработки пластмасс – экструзия, литье, под давлением, горячее прессование.
Экструзия — это метод изготовления изделий или полуфабрикатов (гранулированного, порошкообразного или зернистого полимера) из полимерных материалов, заключающийся в выдавливании материала через канал головки экструдера.
Экструзия двухручьевая — это вид экструзии, осуществляемый на линиях, оснащенных двушнековыми экструдерами.
По сравнению с обычной двухручьевая экструзия имеет принципиальные отличия:
• по расположению профиля в обоих потоках (в одну сторону или зеркально относительно средней линии);
• по экструзии одинаковых или разных профилей;
• по конструкции экструзионной головки (одна общая или две одинаковых параллельных);
• по конструкции калибраторов (в зависимости от формы профилей и их расположения в головке);
• по исполнению экструдера;
• по схеме работы с одним или двумя независимыми тянущими устройствами.
Экструзия одноручьевая — это вид экструзии, который осуществляется на линиях, оснощенных одношнековыми экструдерами, где перабатываются комплектующие профили к панелям типа вагонки со скоростью в 1,5 раза выше чем при двуручьевой экструзии.
Экструзия многоручьевая — это одновременное параллельное изготовление нескольких изделий сразу.
Многоручьевая экструзия позволяет получить значительно больший выход продукции почти на той же площади, что и при одноручьевой. Использование многоручьевой головки целесообразно также, когда сечение экструдируемого профиля невелико и в обычной головке могут развиться опасно высокие давления.
Число ручьев обычно не превышает двух-четырех, так как при большем числе каналов возникают проблемы обеспечения равномерности выхода расплава по сечению, поддержание стабильности температуры в головке, равномерности отвода и охлаждения профилей. Обычно каналы головки располагаются параллельно в горизонтальной плоскости. Каждый ручей головки может иметь либо свое собственное комплектующее оборудование (охлаждающую ванну, тянущее, отрезное и приемное устройства), либо общее. В первом случае получение изделий упрощается, поскольку каждый ручей фактически независим, и возможная неравномерность скоростей выдавливания расплава не имеет существенного значения. Однако при такой компоновке возрастают производственные площади под оборудование.
При отводе двух профилей одним и тем же тянущим устройством приходится обеспечивать одинаковые скорости выхода расплава из каждого канала. Это достигается применением дросселирующих устройств в головке, если это возможно технически, или с помощью изменения температуры по зонам головки каждого ручья, для чего головка должна иметь независимые тепловые зоны регулирования.
В тех случаях, когда изделие можно получать обычным путем или используя многоручьевую экструзию, бывает трудно решить, что предпочтительнее.
Экструзия плунжерная — это основной метод переработки высокомолекулярного полиэтилена в погонажные.
На долю плунжерной экструзии приходится примерно 35% общего объема переработки ВМПЭ. С помощью этого метода получают полуфабрикаты типа простых профилей, труб, стержней, прутков. В плунжерных экструдерах полиэтиленовый порошок сжимается до образования уплотненной массы, которая в последней обогреваемой зоне цилиндра пластицируется под высоким давлением. Температура переработки составляет 180-200 «С.
Литье многослойное — относится к специальным видам, иногда называемым соинжекционными. Это название отражает общую особенность этих методов — обязательное участие в процессе двух, а в некоторых случаях и трех инжекционных узлов, в каждом из которых пластицируется полимерный материал с индивидуальными свойствами. Таким образом, появляется возможность получать многоцветные изделия, изделия, состоящие из различных видов пластмасс (поверхность из ПЭВП, а основной объем из вспененного полистирола), использовать вторичное полимерное сырье для внутренних, неответственных частей деталей, производить изделия гибридной конструкции и пр.
Литье ротационное — вид многослойного литья, который позволяет получать изделия с четким разделением цветов, однако требует использования съемной вставки. После оформления центральной части изделия (узел I) вставка извлекается, а в образовавшийся объем инжектируется расплав из узла П. В цикл производства изделия ротационным литьем введена дополнительная операция размыкания формы и удаления (установки) вставки, что не способствует высокой производительности метода.
Литье соинжекционное — разновидность многослойного литья, которая требует применения сопла специальной конструкции, называемого также разделительной головкой. Эта технология позволяет получать изделия с числом слоев больше двух, с полным или частичным разделением цветов.
Литье под давлением
Литье под давлением — самый распространенный способ получения изделий из полимерных материалов. Он применяется как в производстве небольших деталей, например, шестеренок для часов, так и для изготовления изделий большого размера (мусорные баки, автомобильные бамперы). В большинстве случаев изготовленные по этой технологии изделия не требуют дополнительной обработки.
Литье под давлением — метод формования изделий из полимерных материалов, заключающийся в нагревании материала до вязкотекучего состояния и передавливании его в закрытую литьевую форму, где материал приобретает конфигурацию внутренней полости формы и затвердевает. Этим методом получают изделия массой от нескольких граммов до нескольких килограммов с толщиной стенок 1—20 мм (чаще 3—6 мм). Для осуществления литья под давлением применяют плунжерные или шнековые литьевые машины (рис. 1), на которых устанавливаются литьевые формы различной конструкции (рис. 2)
/>
Рис. 1. Схема литьевой машины со шнековой (а) и плунжерной (б) пластикацией расплава:
1 — гидроцилиндр механизма смыкания; 2 — поршень гидроцилиндра механизма смыкания; 3 — подвижная плита; 4 — полуформы; 5 — неподвижная плита; 6 — пластикационный цилиндр, 7 — шнек литье пластмассы; 8 — загрузочное окно цилиндра пластикации; 9 — бункер; 10 — привод шнека; 11 — корпус гидроцилиндра механизма впрыска; 12 — поршень гидроцилиндра впрыска; 13 — гидроцилиндр шнека; 14 — торпеда — рассекатель потока расплава; 15 — дозатор; 16 — плунжер
/>
Рис. 2. Литьевая форма:
1 — подвижная полуформа; 2 — толкатель; 3 — выталкивающая плита, 4 — выталкиватели; 5 — каналы системы термостатирования формы; 6 — литниковая втулка; 7 — центральный литник; 8 — центрирующая втулка; 9 — центрирующая колонка; 10 — неподвижная полуформа; 11 — сопло литьевой машины; 12 — разводящий литник; 13 — впускной литник; 14 — формообразующая полость
Основными технологическими параметрами процессов литья под давлением являются температура расплава Тр, температура формы ТФ, давление литья Рл, давление в форме Рф, время выдержки под давлением tвпд, время охлаждения tохлили время отверждения в форме tотвдля термореактивных материалов. Литьем под давлением перерабатываются как термопластичные, так и термореактивные материалы, но при этом тип материала определяет специфику физико-химических процессов, сопровождающих нагревание и перевод в твердое состояние этих видов пластмасс. Технологическая схема процесса приведена на рис. 3. Анализ процесса литья под давлением может быть проведен по следующим составляющим: перевод материала в вязкопластичное состояние —> подача его в зону дозирования —> накопление расплава —> течение расплава в системе «сопло—форма» —> течение расплава в каналах формы и формующей полости —> формирование структуры изделия.
/>
Рис. 3. Технологическая схема литья под давлением:
1 — вагон (полувагон, цистерна); 2 — подвесная кран-балка; 3 — склад материала; 4 — вакуумная сушилка; 5 — литьевая машина; 6 — транспортер; 7 — станок механической обработки; 8 — стол упаковки; 9 — дробилка; 10 — экструдер; 11 — охлаждающая ванна; 12 — гранулятор
--PAGE_BREAK--
Горячее прессование термореактивных пластмасс используется для производства элементов несложной формы с урезанным числом арматуры либо в ее отсутствие.
Пластмассу (1) помещают в загрузочную камеру (2). Там она разогревается от стенок загрузочной камеры, переходит в вязко-текучее состояние и под действием старания пуансона (3) через литниковую систему (4) поступает в оформляющую разъемную полость матрицы (5). Сечение литниковых каналов слишком мало и материал поступает в плоскость с маленькой скоростью в полужидком состоянии.
Текучесть пресс-материала — способность материала заполнять пресс-форму под давлением при явной температуре: ориентируется в мг/с. Нежели менее текучесть пресс-материала, тем более наверное давление прессования и напротив. Скорость отвердевания — определяет продолжительность перехода пластика из пластического состояния в твердое. Она выражается в секундах либо минутах на 1 мм толщины образца (с/мм). Летучесть — (содержание летучих препаратов и влажности) — ориентируется по разности в весе до и в последствии высушивания пресс-материала в термостате при температуре (103-105)? С на протяжении 30мин; ориентируется в % и колеблется в разных материалах 1,5-5%.
Затем болванки извлекаются из пресс-формы и запекаются в термостате при температуре 150-170˚С для полимеризации связующего препарата. При холодном прессовании существенно повышается производительность труда, хотя качество продуктов хуже, плоскость — матовая. Данный способ не используем для продуктов трудоемкое формы.
При повторном нагреве они возвращаются в пластическое состояние (полистирол, полиэтилен, полиуретан и т.д.) разгрузка пресс-форм имеет возможность производиться лишь в последствии замараживания. По приему переработки пластика имеют все шансы быть разделены на последующие группы:
Этим приемом производят составные части из листовых термопластических материалов. Суть процесса состоит в том, что подогретый лист материала покупает форму матрицы под поступком лишнего давления либо под влиянием вакуума.
Опишите схему изготовления железобетонных изделий поточно-агрегатным способом, его достоинства и недостатки.
В зависимости от мощности предприятия и номенклатуры выпускаемых изделий на современных заводах применяют технологические схемы изготовления сборных железобетонных изделий: конвейерную, поточно-агрегатную или стендовую.
Поточно-агрегатная схема является наиболее распространенной в производстве железобетонных изделий. Конструкции и детали в данном случае изготавливаются в формах, которые в процессе производства перемещаются от одного поста к другому. При этом каждый пост оснащается стационарным оборудованием, а время нахождения изделия на каждом посту может быть различным. Изделие с одного поста на другой перемещается чаще всего мостовыми кранами.
При таком способе производства изделия изготовляют в вертикальных формах-кассетах, представляющих собой ряд отсеков, образованных стальными, прочно укрепленными стенками — перегородками. На кассетной установке осуществляется полностью весь цикл производства тонкостенных изделий, т. е. укладка арматуры, укладка и уплотнение бетонной смеси и твердение. Для этой цели кассетная установка имеет вибрирующие устройства и устройства для парообогрева или электрообогрева изделий в процессе твердения.
/>
Поточно-агрегатная схема производства сборных железобетонных изделий
1 — формовочные агрегаты; 2 — камеры пропаривания; 3 — распалубка и выдача изделий на склад; 4 — возврат пустых форм
Поточно-агрегатная схема предусматривает достаточно высокий уровень механизации производства и является наиболее приемлемой для смены номенклатуры выпускаемых изделий. Он экономически целесообразен для заводов с широкой номенклатурой изделий и средней годовой производительностью до 100 тыс. м3.
Основное преимущество поточно-агрегатного способа производства заключается в универсальности основного технологического оборудования. Так, например, при незначительной затрате средств на изготовление новых форм можно быстро переходить на выпуск другого вида изделий. Этот способ производства железобетона получил в нашей стране наибольшее распространение. Однако, конвейерный способ производства экономически целесообразен при выпуске однотипных изделий на заводах большой мощности. А вот стендовый способ дает высокий экономический эффект при изготовлении железобетонных изделий значительных размеров: плит перекрытий, ферм и балок для промышленного и транспортного строительства.
Список литературы:
1. И.А. Рыбьев «Строительное материаловедение»,
2. Г.И. Горчаков, Ю.М. Баженов «Строительные материалы»,
3. В.Г. Микульский, В.Н. Куприянов и др. «Строительные материалы»,
4. П.Ф. Шубенкин «Строительные материалы и изделия. Примеры задач с решениями».