Программа учебной дисциплины опд. 08 «Материаловедение» для студентов специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы» (срок обучения 5 лет)

Вид материала

Содержание

Цель дисциплины
Задача дисциплины
Дисциплины, обеспечивающие изучение данной дисциплины.
Учебная литература
Перечень тем учебной дисциплины.
Содержание тем дисциплины.
Классификация свойств ДСМ.
Рыхлые каменные материалы.
Органические вяжущие вещества (ОВВ).
Разные дорожно-строительные материалы.
Перечень лабораторных работ.
Физические свойства дорожно-строительных материалов
Заполнители для бетона.
Физико-механические свойства цемента.
Определение активности и марки цемента. Изготовление Образцов – кубов бетона.
Физико – механические свойства бетона.
Органические вяжущие вещества.
Изготовление стандартных образцов асфальтобетона.
Физико – механические свойства асфальтобетона.
Самостоятельная работа.
...
Полное содержание

Подобный материал:

Министерство Образования Российской Федерации

Уральский Государственный Лесотехнический Университет

Кафедра транспорта и дорожного строительства

Одобрена: «Утверждаю»

Кафедрой Т и ДС Декан факультета_________________

Протокол №________ _________________________________

От__________________2010 г. «___»______________2010 г.

Зав. кафедрой________

Методической комиссией ЛИФ

Протокол №________________

От__________________2010 г.

Председатель_______________

ПРОГРАММА

учебной дисциплины ОПД.08 «Материаловедение»

для студентов специальности 291000 «Автомобильные дороги и аэродромы»

(срок обучения 5 лет)

Факультет – ЛИФ

Курс – III, семестры – 5,6

Трудоемкость дисциплины по стандарту (учебному плану), ч.

Лекции – 40 часов

Лабораторные занятия – 32 часа

Самостоятельная работа – 70 часов

Курсовая работа – 47 часов

Зачет – 5 семестр

Экзамен – 6 семестр

Всего - 189

Составитель _______________ к.т.н., доцент Гриневич Н.А.

Екатеринбург 2010 г.

Цель дисциплины – изучить основы строительного материаловедения; общие, научно-теоретические основы формирования структуры и свойства строительных материалов.

Задача дисциплины заключается в том, чтобы студенты могли ориентироваться в широкой номенклатуре традиционных и современных материалов, получили навыки практического обращения с приборами по испытанию ДСМ, умели анализировать и делать заключения по качеству ДСМ.

После изучения дисциплины студент должен:

иметь представление об основных свойствах ДСМ, о системе обеспечения качества продукции, о международных, межгосударственных системах стандартизации, мерах по обеспечению экологической безопасности и охране окружающей среды.
Знать и уметь использовать классификацию, состав, свойства и область применения ДСМ, состав и способы приготовления цементобетона и асфальтобетона, методы и средства контроля качества ДСМ.
Владеть умением иметь опыт работы с нормативными документами, ГОСТами, справочными материалами и литературой; делать заключение о соответствии материалов требованиям стандарта.

Дисциплины, обеспечивающие изучение данной дисциплины.

Дисциплина базируется на знании основ физики, химии общей и органической, физико-химии, инженерной геологии и сопротивлении материалов. В процессе чтения лекций привлекаются сведения из ряда смежных отраслей знаний: механики грунтов, технологии полимеров и др.

Дисциплины, изучение которых обеспечивается данной дисциплиной.

Материаловедение неразрывно связано с инженерными конструкциями при строительстве зданий, мостов, труб, тоннелей и других сооружений. Поэтому данная дисциплина обеспечивает изучение следующих предметов: технология конструкционных материалов, строительство, ремонт и содержание дорог цементо- и асфальтобетонным покрытием, основы архитектуры и строительных конструкций.

Учебная литература

Основная.

Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат, 1986 – 688 с., ил.
Дорожно-строительные материалы. И.М. Грушко, И.В. Королев, И.М. Борщ – М.: Транспорт, 1983.-383 с., ил.
Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделеия: учеб. – М.: Высшая школа, 2001 – 367 с., ил.
Илиополов С.К., Мардаросова И.В. и др. Органические вяжущие для дорожного строительства. Учеб. пособ. для ВУЗов – Ростов-на-Дону, 2003.– 428с.
Королев И.В., Финашин В.Н. Дорожно-строительные материалы: М.: Транспорт. 1988г. – 304 с.

Дополнительная.

Материалы и изделия для строительства дорог. Справочник. /Н.В. Горелышев, И. Л. Гурячков и др./ - М.: Транспорт, 1986. – 288 с.
Попов Л.Н. Строительные материалы и детали. –М.: Стройиздат, 1986. – 336с, ил.
Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М: Транспорт, 1984. – 229 с.

Методические разработки кафедры.

Гриневич Н.А. Физико-механические свойства асфальтобетона, Екатеринбург, УГЛТУ, 1999.
Гриневич Н.А. Расчет состава тяжелого бетона. –Екатеринбург, УГЛТУ, 1999г.
Гриневич Н.А. Проектирование состава дорожного асфальтобетона. – Екатеринбург, УГЛТУ, 2002 г.
Гриневич Н.А. Методические указания по выполнению лабораторных работ по «Материаловедению». – Екатеринбург, УГЛТУ, 2004г.
Дидковская Л.М. Строительные материалы и изделия. – Екатеринбург, УГЛТА, 1997 г.

Технические средства обучения

Плакаты с рисунками, схемами, таблицами.
Раздаточный материал для курсовой работы.
Приборы и оборудование для испытания каменных материалов.
Приборы и оборудование для испытания минеральных и органических вяжущих материалов.
Приборы и оборудование для испытания цементо- и асфальтобетонов.

Перечень тем учебной дисциплины.

Номер темы	Наименование тем	Трудоемкость тем,час
1 2 3 4 5 6 7 8	Введение Классификация свойств дорожно-строительных материалов Рыхлые каменные материалы Неорганические вяжущие вещества Цементобетоны Органические вяжущие вещества Асфальтобетоны Разные дорожно-строительные материалы	2 4 6 8 5 4 8 2
	ИТОГО:	40

Содержание тем дисциплины.

Номер темы	Наименование и содержание темы	Литература
1.	Введение. Значение предмета «Материаловедение», основные направления дорожного строительства; классификация ДСМ	1,2
2.	Классификация свойств ДСМ. Основные свойства: физические, механические, физико-химические, химические, технологические, эксплуатационные. Плотность, пористость, межзерновая пустотность. Свойства, связанные с водой, температурой. Прочностные характеристики, дробление, твердость. Удободробимость, удобоукладываемость. Шум, морозостойкость, атмосферостойкость. Структура, состав ДСМ; взаимозависимость со свойствами.	1,2
3.	Рыхлые каменные материалы. Общие сведения о природных каменных материалах; классификация горных пород. Щебень, гравий; особенности происхождения. Физические и механические свойства: зерновой состав, форма зерен, дробимость в стальном цилиндре, износ в полочном барабане, пылевидные и глинистые частицы, морозостойкость. Технические требования к щебню, гравию по ГОСТ 8267. Песок, отсевы дробления, песчано-гравийные смеси. Их свойства и применение. Песок, его виды, техническая характеристика природного песка по ГОСТ 8736, дробленого песка по ГОСТ 25137. Смеси песчано-гравийные для строительных работ по ГОСТ 23735, для покрытий и оснований по ГОСТ 25607. Отсевы дробления из осадочных горных пород по ГОСТ 26873 и изверженных по ГОСТ 26193. Радиационная оценка рыхлых каменных материалов по ГОСТ 30108.	1,2,3
4.	Неорганические вяжущие вещества (НВВ). Классификация НВВ. Виды воздушных вяжущих, марки, применение. Строительная воздушная известь по ГОСТ 9179; сырье, получение, свойства. Гипсовые вяжущие вещества, классификация по ГОСТ 125. Сырье, марки, применение. Магнезиальные вяжущие, растворимое стекло, краткие сведения, применение. Гидравлические вяжущие вещества. Портландцемент, сырье составы. Технология получения (4 способа). Мокрый способ производства. Теория твердения. Физическая структура цементного камня. Свойства ПЦ, физические и механические по Гост 10178. Методы испытания ПЦ по ГОСТ 310.1 и ГОСТ 310.5. Добавки для цементов по ГОСТ 24640 и ГОСТ 25094, их классификация, назначение. Специальные виды цементов по ГОСТ 23464 (быстротвердеющие, пластифицирующие, гидрофобный, пуццолановый и шлакопортландцемент). ПЦ для дорожных и аэродромных покрытий по ГОСТ 101 78. коррозия цементного камня, ее виды, меры защиты. Транспортировка, хранение НВВ.	1,2,6
5.	Цементобетоны. Определение ЦБ смесь, цементный бетон, классификация ЦБ. Материалы для ЦБ, требования к ним. Добавки для ЦБ, их классификация, назначение. Свойства бетонной смеси по ГОСТ 7473; подвижность по ГОСТ 10181, жесткость, расслаиваемость по ГОСТ 10181.4. Водонепоницаемость ЦБ по ГОСТ 12730, прочность при сжатии и при изгибе по ГОСТ 10180. Проектные классы ЦБ по ГОСТ 26633. Морозостойкость ЦБ, марки. Неразрушающие методы контроля ЦБ: ультразвуковой – ГОСТ 17624. Механические методы определения прочности по ГОСТ 22690. Цель и основные этапы проектирования ЦБ по методу абсолютных объемов. Расчет номинального и производственного состава ЦБ. Проверка качества расчета ЦБ. Уход за твердеющим бетоном.	1,2,5,9
6.	Органические вяжущие вещества (ОВВ). Классификация, химический состав; способы получения; групповой состав, влияние его на свойства ОВВ. Битумы нефтяные дорожные вяжущие, марки, свойства по ГОСТ 22245. Методы определения свойств, область применения, сроки хранения. Битумы жидкие, получение, марка, свойства по ГОСТ 1955; применение, сроки хранения. Битумы сланцевые, получение, марка по ТУ 88100941-75, модифицированные. Битумы для общестроительных работ по ГОСТ 6617. ПАВ для битумов, их назначение. Дегти каменноугольные, получение, марки, свойства по ГОСТ 4641. Битумные эмульсии, получение, классификация, свойства по ГОСТ 4641, применение, хранение.	1,2,7,8
7.	Асфальтобетоны (АБ). Асфальтобетон, классификация, требования к материалам. Минеральный порошок для АБ, виды, назначение, его свойства по ГОСТ 16557. Сырье для МП. ПАВ для АБ, назначение. Физико-механические свойства АБ по ГОСТ 9428, область применения. Проектирование АБ методом предельных кривых смесей, пример расчета. Приготовление АБС на АБЗ. Технологические режимы приготовления. Технический контроль на АБЗ и готового асфальтобетонного покрытия. Разновидности АБ: песчаный, литой. Черный щебень, материалы, свойства, применение. Щебеночно – мастичный асфальтобетон.	1,2,7,8
8.	Разные дорожно-строительные материалы. Кровельные и гидроизоляционные материалы, марки, свойства, применение. Материалы для дорожной разметки. Геотекстильные материалы. Полимербетоны.	1,2,7

Перечень лабораторных работ.

Номер темы (занятия)	Наименование работ (занятий)	Кол-во часов	Литера тура
1.	Физические свойства дорожно-строительных материалов. Определение истинной, средней, насыпной плотности; пористости общей, закрытой и открытой; водопоглащения и водонасыщения по массе и объему; межзерновой пустотности.	4	1,2,12,13
2.	Заполнители для бетона. Определение свойств крупного (щебень) и мелкого (песок) заполнителей. Зерновой состав, дробимость в стальном цилиндре; износ в полочном барабане; содержание пылевидных и глинистых частиц; определение модуля крупности.	4	1,2,10,12
3.	Физико-механические свойства цемента. Определение тонкости помола; нормальной густоты цементного теста; сроков схватывания; равномерности изменения объема цемента при твердении; изготовление стандартных форм –балочек для определения прочностных характеристик цемента.	4	1,2,10,12
4.	Определение активности и марки цемента. Изготовление Образцов – кубов бетона. Определение предела прочности при изгибе и сжатии. Нахождение среднего значения R_изг и R_сж.Установление марки и активности цемента. Приготовление бетонной смеси, определение ее удобоукладываемости. Изготовление образцов-кубов бетона.	4	1,2,10,12
5.	Физико – механические свойства бетона. Определение плотности бетона; предела прочности при сжатии. Установление марки и класса бетона по номограмме Сизова.	4	1,2,10,12
6.	Органические вяжущие вещества. Вязкие дорожные битумы. Определение: пенетрации; температуры размягчения; температуры хрупкости; дуктильности; адгезии битума к поверхности каменного материала. Жидкие битумы. Приготовление жидкого битума; определение его условий вязкости.	4	2,4,9,11, 12
7.	Изготовление стандартных образцов асфальтобетона. Приготовление горячей асфальтобетонной смеси. Подготовка форм для изготовления образцов асфальтобетона. Проверка их по высоте и уточнение навески на формование одного образца.	4	1,4,9,11, 12
8.	Физико – механические свойства асфальтобетона. Определение физических свойств АБ: средний, истснной плотности; водонасыщения; набухания. Определение механических свойств АБ; предел прочности при сжатии при разных температурах R²⁰, R⁵⁰, R⁰ и R^в. Установление коэффициента водостойкости.	4	1,4,9,11, 12
	ИТОГО	32

Самостоятельная работа.

N	Тема	Кол-во часов	литература
1. 2. 3. 4.	Текущая обработка теоретического материала. Подготовка к проведению лабораторных занятий. Подготовка и выполнение задания по курсовой работе Другие виды работ.	24 14 30 2	1-7 8-11 9,11
	ИТОГО	70

Образец задания на курсовую работу.

Расчет состава дорожного цементобетона.

Общие положения
Исходные данные:

Щебень дробленый

истинная плотность - 3,0 г/см³;
насыпная плотность - 1,8 г/см³;
наибольшая крупность зерен (НКЗ) – 40мм;
влажность щебня – 3%.

Песок речной

истинная плотность – 2,6г/см³;
насыпная плотность - 1,5 г/см³;
влажность – 4%,
модуль крупности – 2.

Портландцемент

предел прочности при сжатии – 50 МПа;
истинная плотность - 3,1 г/см³;
насыпная плотность - 1,4 г/см³;

Объем бетоносмесителя – 1600 л.

1.3. Задание на проектирование.

Рассчитать состав цементобетона для строительства нужного слоя двухслойного дорожного покрытия, если удобоукладываемость бетонной смеси 2-3 см; предел прочности при сжатии (28 суток) 30 МПа. Определить класс бетона, если коэффициент вариации равен 13,5%.

1.4. Начертить номограмму Сизова (для определения класса бетона), график Миронова (для определения водопотребности бетонной смеси), установить марку бетонной смеси по удобоукладываемости, если осадка конуса изменяется от 2 до 3 см.

По методу абсолютных объемов рассчитать лабораторный состав ЦБ, т.е. определить Щ⁰=?, П⁰=?, Ц⁰=?, В⁰=? В кг для получения 1 м³ бетонной смеси.

Проверка качества расчета ЦБ.

На основании найденного лабораторного (номинального) состава определить рабочий (производственный) состав ЦБ при известной влажности щебня и песка.

Определить коэффициент выхода бетонной смеси.

Определить расход материалов в кг на один замес бетосмесителя.

Проектирование состава дорожного асфальтобетона.

2.1 Общие положения.

2.2 Исходные данные: - для приготовления асфальтобетонной смеси имеются следующие минеральные материалы:

Материал	Частные остатки на ситах , %
Материал	20	15	10	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	0,071	 0,071
Щебень	-	30	20	50	-	-	-	-	-	-	-
Песок	-	-	-	-	20	20	30	15	5	-	-
Минеральный порошок	-	-	-	-	-	-	-	5	5	10	80

2.3. Рассчитать состав мелкозернистого горячего асфальтобетона типа Б для строительства дорожных покрытий, где применены минеральные материалы, гранулометрические составы которых приведены в п.2 и вязкий битум марки БНД 960/90.

Произвести расчет минеральной части АБ.
Рассчитать оптимальное содержание битума.
Изобразить графики предельных кривых соответствующих требованиям стандарта и построить график найденного состава АБ.
Изобразить в таблице физико – механические свойства АБ и определить сущность каждого показателя.
Контроль качества приготовления асфальтобетонной смеси и асфальтобетона после укладки и уплотнения. Определение коэффициента уплотнения.

Обеспеченность методической литературой