При изучении свойств древесины и выполнении заданий необходимо учитывать неоднородность строения древесины, которая обуславливает различие показателей прочности и теплопроводности вдоль и поперек волокон, а также снижение физико-механических свойств при увлажнении. Поэтому полученные при испытании показатели приводят к стандартнойвлажности 12%, пользуясь формулами:
для средней плотности:
ρо(12)=ρо(w) [1+0,01∙(1 – Ко) (12 - W)] (1.29)
где: ρо(12) - средняя плотность древесины при влажности 12%, г/см3;
ρо(w) - средняя плотность древесины при данной влажности, г/см3;
К - коэффициент объемной усушки (для пород древесины березы, бука и лиственницы - 0,6;
для древесины прочихпород - 0,5);
W - влажность древесиныв момент определения, %.
для прочностных показателей образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности:
R12=Rw[1+α(W-12)] (1.30)
для образцов с влажностью, равной или большей предела гигроскопичности (30%):
R12=Rw/К3012 (1.30)
где: R12 - показатель данногосвойства при влажности 12%, МПа;
Rw - показатель этогосвойства при влажности в момент испытания, МПа;
W - влажность древесиныв момент определения, %;
α - поправочныйкоэффициент, равный 0,04;
К3012 - коэффициент пересчетапри влажности 30%, равный: 0,4 – для березы и лиственницы;0,445 - для ели, пихты, граба, груши, ивы, ореха, осины и тополя; 0,45 - для сосны и бука; 0,475 - для клена; 0,535 - для вяза и ясеня; 0,55 - для дуба, липы и ольхи.
Определение предела прочности при сжатии:
Rw=Nmax/a·b (1.32)
где: Rw - прочность при данной влажности, МПа;
Nmax - максимальная нагрузка, кгс;
а и b - размеры поперечного сечения образца, cм.
Предел прочности древесины данной влажности приводят (пересчитывают) к пределу прочности древесины при 12%-ной влажности.
Определение предела прочности при изгибе:
Прочность древесины на статистический изгиб определяют по схеме (рис. 1.2) балки свободно лежащей на двух опорах с пролетом 240 мм и нагруженной двумя сосредоточенными грузами на расстоянии 80 мм:
Rизг(w)=Nl/bh2 (1.33)
где: Rизг(w) - предел прочности древесины данной влажности, МПа;
N - разрушающая нагрузка, кгс;
l - расстояние между опорами, см;
b и h - ширина и высота сечения образца, см.
ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ ВИДЫ
Классификация и виды
Вяжущие вещества широко применяют в строительстве для изготовления искусственных каменных материалов (бетонных и железобетонных изделий и конструкций, дорожных и других покрытий, кладочных и штукатурных растворов, гидро- и теплоизоляционных материалов и т.д.). Их делят на две основные группы: органические и минеральные (неорганические). Органические вяжущие вещества представляют собой продукты перегонки нефти, каменного угля, древесины, торфа, обладающие способностью под влиянием физических или химических процессов переходить из пластичного состояния в твердое или малопластичное. К ним относятся: битумы, дегти, пеки, полимеры и эмульсии на их основе.
Минеральные вяжущие вещества представляют собой продукты, получаемые термической обработкой минерального сырья с последующим помолом в тонкий порошок. Поэтому минеральными вяжущими веществами называют тонкодисперсные (порошкообразные) материалы, способные при смешивании с жидкостью (водой, реже растворами солей) образовывать пластичное тесто, которое под влиянием физико-механических процессов,постепенно затвердевая, переходит в прочное камневидное состояние. При получении искусственных каменных материалов вяжущее тесто служит связкой "минеральным коллоидным клеем" для зерен или волокон заполнителей. При объединении жидкости с вяжущим и заполнителями получают следующие материалы:
| Составляющие | До затвердевания | После затвердевания |
| Вяжущее + жидкость | Вяжущее тесто (коллоидный клей) | Камень вяжущего (цементный камень) |
| Вяжущее + вода + песок | Растворная смесь | Растворный камень (раствор) |
| Вяжущее + вода + мелкий заполнитель (песок) + крупный заполнитель (щебень или гравий) | Бетонная смесь | Бетонный камень (бетон) |
В зависимости от способности твердеть и сохранять прочность, полученную после отвердевания в той или иной среде, минеральные вяжущие вещества разделяют на воздушные и гидравлические.
Воздушные вяжущие вещества после затворения водой или растворами солей способны переходить в камневидное состояние и сохранять его без потери прочности только на воздухе. К ним относятся воздушная известь, гипсовые вяжущие, магнезиальные вяжущие, растворимое стекло.
Гидравлические вяжущие вещества после затворения водой и предварительного затвердевания в среде влажного воздуха продолжают твердеть в воде, набирая прочность значительно большую, чем на воздухе. К гидравлическим вяжущим относятся: известь гидравлическая, романцемент, портландцемент и его разновидности, шлакопортландцемент, пуццолановый, тампонажный, глиноземистый, расширяющийся и другие цементы.
Воздушные вяжущие вещества применяют только в наземных, защищенных от увлажнения сооружениях. Гидравлические вяжущие вещества могут применяться как для наземных сооружений, работающих в условиях повышенной влажности, так и для подземных и подводных сооружений. Следовательно, для правильного выбора вяжущего для той или иной конструкции или детали нужно ясно представлять условия, в которых эта конструкция будет работать.
При решении задач по разделу "Вяжущая известь" необходимо изучить основы производства, процессы, происходящие при обжиге и гашении извести, виды извести, свойства извести.
Строительной воздушной известью называют вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) кальциево-магниевых карбонатных горных пород (известняка, мела, доломитов и пр.), содержащих на более 6% глинистых примесей.
Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьере, его подготовки (дробления, сортировки) и обжига (в шахтных, вращающихся и других печах). При обжиге (при температуре 1000-1200 °С) известняк декарбонизируется и превращается в известь по реакции:
СаСОз = СаО + СО2
В результате обжига получают продукт в виде кусков белого цвета, называемый негашеной комовой известью (кипелкой) - СаО. Из нее путем помола или гашения получают:
- известь негашеную молотую - СаО;
- гашеную гидратную известь - пушонку- Са(ОН)2, содержащую 32% воды;
- известковое тесто - Са(ОН)2, содержащее 50% воды;
- известковое молоко - Са(ОН)2, содержащее в 3-4 раза больше воды, чем тесто.
При взаимодействии комовой негашеной извести с водой происходит гидратация оксида кальция (гашение извести) с выделением значительного количества тепла
СаО+Н2О = Са(ОН)2+Q
По времени гашения строительную известь подразделяют на быстрогасящуюся (не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленогасящуюся (более 25 мин).
2.2. ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ к теме " Воздушные вяжущие вещества"
Задача
Сколько комовой извести и какой активности можно получить при обжиге 10 т известняка, имеющего влажность 5% и содержащего 8% примесей.
Решение:
1. Количество известняка после испарения 5% воды в процессе обжига
10000кг х 0,95 = 9500 кг
2. Содержание примесей в известняке
9500 х 0,08 = 760 кг
3. Количество чистого известняка
9500 - 760 = 8740кг
4. При обжиге (1 = 1000-1200 °С) идет реакция диссоциации (разложения) известняка по реакции
СаСО3 - СаО + СО2
Молекулярные массы веществ
100 = 56 + 44
8740 = х
5. Выход активной извести ХСаО = (8740 х 56) / 100 = 4894,4кг
6. Выход комовой извести-кипелки с учетом примесей
4894,4 +760 = 5654,4 кг
7. Активность извести (содержание активной СаО)
(4894,4/5654,4)х100% = 86,5%
Задача.
Сколько извести-пушонки можно получить из 8 т извести негашеной комовой, имеющей активность 90%
Решение:
Гашение извести идет по реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2
Молекулярные массы веществ 56 + 18 = 74