Введение

Материаловедение является фундаментальной наукой прикладного характера, которая представляет собой непрерывно развивающуюся систему знаний о строительных материалах и изделиях. Без достаточных знаний о многочисленных разновидностях строительных материалов, способах их производства и качественных показателях, методах правильного их хранения и использования невозможно проектировать и строить здания и сооружения, реконструировать и ремонтировать их.

Цели и задачи дисциплины – дать будущим инженерам – строителям знания и умения, которые помогут правильно выбрать строительные материалы с учетом их технологичности, свойств и технико – экономической эффективности. Дать студенту базовые знания по материалам, необходимым для изучения последующих дисциплин, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией железнодорожного пути, зданий, а также мостов и тоннелей.

После изучения дисциплины необходимо знать:

• материалы, применяемые в конструкциях железнодорожного пути и его обустройствах, в искусственных сооружениях, а также требования, предъявляемые к материалам, используемых для различных конструкций рельсового пути, мостов, тоннелей, труб и других сооружений железных дорог;

• основные технологии производства материалов в процессе строительства, порядок управления качеством материалов и получаемых их них изделий и конструкций на различных этапах строительства, вопросы обеспечения техники безопасности и не нарушения экологии при работе материалами;

• способы получения строительного материала, о сырье для его изготовления, технологических схемах производства.

После изучения дисциплины необходимо уметь:

• выбрать материалы с требуемыми свойствами, применяемые в конструкциях железнодорожного пути и его обустройствах, в искусственных сооружениях;

• выбрать основные технологии передела материалов в процессе строительства, порядок управления качеством материалов и получаемых их них изделий и конструкций на различных этапах строительства;

• контролировать технику безопасности во время строительных работ и не нарушать экологию при работе материалами.

Содержание дисциплины. Учебными планами специальности 290900 «Строительство железных дорог, путь и путевое хозяйство» предусмотрено изучение дисциплины «Материаловедение» студентами третьего курса заочной формы обучения. Изложение основного материала ведется с учетом усвоения студентами следующих дисциплин: «Физика», «Химия», «Сопротивление материалов».

Программный материал предусматривает изучение нижеследующих тем:

- основные свойства строительных материалов – 1 ч;

- минеральные вяжущие вещества – 1 ч;

- строительные растворы – 0,5 ч;

- бетоны, строение, свойства, получение – 1 ч;

- железобетон (монолитный, сборный) – 1ч;

- керамические материалы, искусственные каменные материалы – 1 ч;

- металлы и сплавы – 2,5 ч.

Самостоятельная работа и контроль знаний студентов. Для успешного изучения дисциплины «Материаловедение» студенты должны регулярно самостоятельно работать над закреплением и улучшением знаний, полученных на лекционных занятиях, изучать учебную и научную литературу, работать с техническими справочниками и нормативными документами.

Перечень тем для самостоятельной работы:

1. Природные каменные материалы, области их применения в железнодорожном строительстве.

2. Органические вяжущие материалы и изделия на их основе.

3. Материалы из древесины, строение древесины, строительно-технические свойства древесины, сортамент древесных материалов.

4. Теплоизоляционные материалы, их классификация, легкие и ячеистые бетоны.

5. Полимерные материалы и изделия, основы их производства.

6. Лакокрасочные материалы, красочные составы.

Особое место в самостоятельной работе студентов занимает выполнение контрольной работы и подготовка к выполнению лабораторных работ.

Контроль знаний студентов осуществляется на основе тестирования.

При сдаче зачета студенты должны продемонстрировать глубокие теоретические знания и практические навыки, полученные при выполнении лабораторных работ.

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Строение материала изучают на трех структурах:

1. макроструктура материала – видимое невооруженным глазом;

2. микроструктура – видимое в оптический микроскоп;

3. внутренне строение веществ, изучаемое и методами рентген - структурного анализа.

Макроструктура строительных материалов подразделяется на конгломератную, ячеистую, мелкопористую, волокнистую, слоистую, порошкообразную.

Микроструктура может быть кристаллическая и аморфная.

Внутренне строение определяет свойства материала (прочность, твердость, тугоплавкость и т.д.)

Свойствами материала (предмета) называются его особенности, проявляющиеся при взаимной связи с какими-либо явлениями или при процессах взаимодействия с другими материалами (предметами) (Физика минералов. Сборник статей. М., «Мир», 1971. стр. 232). Знание свойств материала неотделимо от всестороннего глубокого изучения свойств химических элементов, различных химических соединений на основе знания химии и физики. Без глубокого знания всего разнообразия свойств нельзя выбрать материал, соответствующий проекту конструкций (сооружений), а следовательно, производить строительные работы высокого качества при минимальной стоимости.

Совокупность свойств различных строительных материалов обобщается термином технические свойства.

Однако у ряда материалов целесообразно выделить те свойства, неучет которых может вызвать при производстве недопустимое снижение или изменение качества материалов в конструкциях (сооружениях). Такую группу свойств можно определить термином строительные.

Строительно-технические свойства материалов условно делят на четыре группы: химические, физические, механические и технологические (табл. 1).

Таблица 1