05.23.05 – строительные материалы и изделия

Приказ Высшей аттестационной комиссии Республики Беларусь от 7 июня 2007 г. № 108
 

Цели и задачи программы-минимума

Дисциплины кандидатского минимума предусматривают повешение профессионального уровня специалистов высшей квалификации. Их изучение ведется с использованием моно­графической литературы, новейших учебников и учебных пособий, материалов отечественных и международных научных конференций и семинаров, периодических изданий, а также нау1- но- исследовательских материалов и новой научной информации, полученной в процессе выполне­ния диссертации.

Цель изучения материалов, указанных в программе - формирование у соискателей уче­ной степени углубленных знаний в области производства, физико-технических и эксплуатаци­онных свойств, а также применения строительных материалов.

В результате изучения указанных материалов соискатель ученой степени должен:

  • знать особенности, проблемы, тенденции и направления развития технологий произ­водства строительных материалов;
  • знать принципы получения, формирования основных физико-технических свойств и области применения традиционных и современных строительных материалов;
  • владеть современными методами исследований, уметь решать инженерные и научные задачи по специальности с использованием достижений современных теорий и практики, опыта применения информационных технологий и компьютерной техники.

1. Требования к знаниям, умениям и навыкам соискателя

Соискатель должен показать на экзамене профессиональные знания по соответствую­щим разделам науки, владение теоретическим аппаратом и современными методиками расчета и исследований.

2. Содержание курса

2.1.  Строительные материалы и строительная отрасль народного хозяйства

Ключевые слова: строительные материалы, технический прогресс, технико- экономическая эффективность, материалоёмкость, трудоёмкость, производительность.

Значение строительных материалов и изделий для строительной отрасли v народного хозяйства Республики Беларусь. Потребность в строительных материалах Относительная стоимость строительных материалов в общей стоимости строительства Определяющая роль строительных материалов в архитектуре зданий и сооружений, е обеспечении долговечности и надежности конструкций.

Пути технического прогресса в промышленности строительных материалов v меры по повышению технико-экономической эффективности. Использование достижений смежных областей знаний и фундаментальных наук для научно- технического прогресса в области изготовления и применения строительных материалов.

Значение строительных материалов в деле уменьшения материалоемкости трудоемкости и повышения производительности труда в строительстве. Роль сборных облегченных конструкций, полимерных и других новых эффективных композиционных материалов в дальнейшей индустриализации и развитии строительства. Задачи повышения качества и долговечности строительных материалов и конструкций Задачи импортозамещения и энергосбережения.

2.2. Основные свойства строительных материалов и показатели их качества

Ключевые слова: методы исследования, состав, структура, физические химические, технологические, механические свойства.

Кристаллическое и аморфное строение материалов. Взаимосвязь структуры и состава со свойствами строительных материалов. Современные методы исследования структуры, состава и свойств строительных материалов.

2.3.  Понятие о работе материалов в сооружениях.

Классификация и взаимосвязь свойств строительных материалов. Физические свойства: истинная и средняя плотность, плотность зерен заполнителя, пористость. Влияние пористости, строения и размера пэр на свойства материала. Гидрофизические свойства: гигроскопичность, влажность, водопоглощение, водопроницаемость, паропроницаемость, водостойкость, морозостойкость и методы их оценки. Влажностные деформации. Влияние влажности на свойства материалов. Теплофизические свойства: теплоемкость, теплопроводность, теплостойкость, огнестойкость, огнеупорность и др. Механические свойства: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, вязкость и др Виды деформаций. Связь этих свойств с составом, структурой и строением материала. Прочность и влияние дефектов структуры на прочность Твердость, истираемость, сопротивление удару и износу. Марки и классы материалов по прочности. Неразрушающие методы оценки прочности строительных материалов и изделий Долговечность и надежность, их связь с другими свойствами. Химические, технологические и радиационные свойства материалов. Природные строительные материалы и изделия

2.3.1.  Природные каменные материалы и изделия

Ключевые слова: минералы, горные породы, изделия из природного камня, песок, гравии, щебень.

Принципы классификации минералов. Генетическая классификация горных пород. Связь между условиями образования горных пород, их структурой и свойствами. Важнейшие виды горных пород и их характеристика. Химический и минеральный составы горных пород. Ресурсосбережение и экология при разработке месторождений и переработке горной массы.

Виды каменных изделий: блоки и камни для стен, плиты для облицовки сооружений, ступени, изделия для устройства полов, профильные изделия.

Требования к каменным материалам при различных условиях эксплуатации Конструктивные и химические способы повышения долговечности каменных материалов в сооружениях.

Виды естественных каменных рыхлых материалов: песок, гравий, гравийно- песчаная смесь. Понятие о добыче и обогащении. Получение щебня из гравия и искусственного песка. Использование отходов камнедробления.

2.3.2.  Древесина как строительный материал и изделия из нее

Ключевые слова: макро-, микроструктура древесины, свойства, долговечность, пороки, изделия из древесины.

Древесина как строительный материал, достоинства и недостатки Понятие о строении древесины, ее макро- и микроструктуре. Основные древесные породы и их использование в строительстве Свойства древесины: плотность, пористость, гигроскопичность, влажность, усушка, разбухание, коробление, теплопроводюсть, анизотропность, стойкость к действию агрессивных сред, прочность и др. Связь свойств древесины со структурой и влажностным состоянием. Долговечность древесины. Пороки древесины: сучки, трещины, неправильности строения, повреждения, заболевания.

Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания. Пути увеличения срока службы древесины в сооружениях.

Модифицированная древесина. Перспективные виды материалов и изделий из древесины.

2.4. Искусственные безобжиговые строительные материалы изделия

2.4.1. Неорганические вяжущие вещества и изделия на их основе

Ключевые слова: воздушные, гидравлические вяжущие вещества, твердение, свойства, применение, специальные виды цементов, сырьё.

Определение, классификация и стандартизация вяжущих веществ. Сырьевые материалы, использование технологических отходов и общие принципы получения неорганических вяжущих веществ. Безотходные технологии: эффективность и перспективы Экономия топливно-энергетических ресурсов. Экологическая безопасность.

Воздушные вяжущие вещества: гипсовые, магнезиальные, воздушная известь, жидкое стекло и кислоупорный цемент. Сырье и принципы производства, схема твердения, свойства, области применения. Развитие производства водостойких гипсовых вяжущих.

Гидравлические вяжущие вещества. Классификация гидравлических вязущих. Гидравлическая известь и романцемент. портландцемент: понятие о сырье и принципах производства. Химический и минералогический составы портландцементного клинкера и вещественный (компонентный) состав цемента. Обобщенная теория твердения. Основные свойства цемента и методы их оценки Понятие о степени гидратации цемента и методах ее определения. Зависимость свойств цемента от минерального состава, тонкости полома и температурно-влажностных условий твердения. Способы ускорения и замедления твердения и их технико-экономическое значение. Коррозия цементного камня, осно вные виды, меры предупреждения коррозии. Области применения портландцемента.

Усадка и ползучесть материалов на основе цемента. Виды усадки, факторы, влияющие на ее развитие.

Специальные виды цементов. Способы придания портландцементу специальных свойств. Быстротвердеющие, сульфатостойкие, белый и цветные портландцементы. Портланд-цементы с органическими и минеральными добавками. Глиноземистый цемент, расширяющийся, безусадочный и напрягающий цементы. Гипсоцементно-пуццолановые вяжущие. Принципы их получения, свойства и области применения. Основные свойства расширяющихся и напрягающих цементов сульфоэлюминатного типа. Механизм расширения и факторы, влияющие на деформации. Известково-шлаковый, известово-зольный цементы, шлакощелочные вяжущие. Народнохозяйственное значение использования металлургических шлаков, зол и других побочных продуктов при производстве вяжущих веществ в связи с охранной окружающей среды.

Технические достоинства и свойства изделий на основе гипсовых вяжущих. Виды гипсовых и гипсобетонных изделий. Особенности армирования. Плиты и панели для перегородок. Панели для основания пола, устройства санитарно-технических кабин и вентиляционных коммуникаций. Декоративные и декоративно-акустические плиты Архитектурные детали интерьера. Гипсокартонные листы. Предпосылки к расширению производства и применению изделий на основе гипсовых вяжущих веществ в строительстве. Фосфогипс. Направления и перспективы развития гипсовых вяжуших и изделий из них.

Сырье для силикатных материалов и изделий автоклавного твердения Понятие о физико-химических процессах взаимодействия диоксида кремния с гидроксидом кальция при автоклавной обработке и о влиянии активности извести и дисперсности кремнеземистого компонента на эти процессы. Использование вторичного тепла. Производство. Изделия автоклавного твердения на основе воздушной извести и кремнеземистого компонента Силикальцит. Силикатный кирпич: сырье, основы технологии, свойства, особенности применения. Разновидности силикатного кирпича. Силикатные бетоны (плотные и ячеистые) и сборные детали и конструкции из них для индустриального строительств; Конструкционные, конструкционно-теплоизоляционные и теплоизоляционные ячеистые бетоны и изделия.

2.4.2. Бетоны и бетоноведение

Ключевые слова: состав, структура, заполнитель, вяжущие вещества, добавки, твердение, свойства, виды бетонов, качество.

Определение и классификация бетонов Составляющие бетона и их назначение Мелкий и крупный заполнители, в том числе из техногенных отходов и вторичных ресурсов Влияние заполнителя на структуру и качество бетона. Основные свойства заполнителей: плотность, зерновой и минеральный составы, форма и характер поверхности герен, содержание вредных примесей, прочность и морозостойкость. Требования к заполнителям.

Добавки в бетоны. Добавки, регулирующие реологические свойства бетонных civ ecei пластифицирующие и гидрофобнопластифицирующие. Добавки, регулирующие схваты зание бетонных смесей и твердение бетонов: ускорители твердения и замедлители схватывания. Добавки, регулирующие пористость бетона: воздухововлекающие и газообразующие.

Специальные добавки: гидрофобизирующие, улучшающие перекачивание смесей, изменяющие электропроводность и др. Добавки полифункционального действия. Минеральные добавки: эффективность и разновидности.

Бетонная смесь. Понятие о реологических свойствах бетонной смеси Удобоукладываемость бетонной смеси: подвижность и жесткость; нерасслаиваемость Методы оценки этих свойств. Влияние основных факторов на удобоукладываемость. Выбор требуемой удобоукладываемости бетонной смеси.

Структура бетона. Методы исследования макро- и микроструктуры бетона. Роль кон­тактного слоя. Причины пористости, виды пор и их влияние на прочность и долговечность бетона.

Прочность бетона. Физическая теория прочности. Классы и марки по прочности Зависимость прочности бетона от марки цемента, водоцементного отношения и качества заполнителя. Формулы и графики, выражающие эту зависимость. Влияние других факторов на прочность бетона. Производственные факторы прочности бетона Однородность прочности бетона, ее значение для экономии цемента и повышения качества бетона. Методы повышения однородности бетона Специальные свойства бетона: ползучесть, сцепление с арматурой, влагоемкость и проницаемость, усадка и набухание, теплопроводность морозостойкость и др.

Диаграммы деформирования бетона. Трансформация диаграмм деформирования при различных видах напряженно-деформированного состояния и во времени

Расчетно-экспериментальный метод определения состава бетона заданной прочности и удобоукладываемости. Выбор цементов, заполнителей и пластификаторов

Уплотнение бетонной смеси, интенсивность и длительность уплотнения. Контроль уплотнения

Твердение бетонов и уход за ними, в том числе в сухих и жарких погодных условиях Влияние температуры и влажности окружающей среды на процессе твердения бетона. Методы ускорения твердения бетона. Контроль качества бетона, включая методы испытаний без разрушения. Управление качеством бетона.

Легкие бетоны: на пористых заполнителях, ячеистые, поризованные, крупнопористый и др. Особенности состава и строения. Свойства по сравнению с тяжелым бетоном Использование легких бетонов для снижения массы зданий, уменьшения материалоемкости строительства, экономии топлива, расходуемого на отопление зданий.

Специальные виды бетонов: высокопрочный, повышенной морозостоиюсти, дорожный, гидротехнический, кислотоупорный, жаростойкий, декоративный, для. радиационной защиты, полимербетоны и бетонополимеры, мелкозернистый v др. Перспективы применения различных .видов бетона.

Основные положения структурно-механического моделирования композитных материалов. Виды моделей, их применение для решения практических задач

2.4.3. Строительные растворы

Ключевые слова: материалы для растворов, добавки, состав, свойства, применение сухие смеси.

Определение и классификация строительных растворов. Материалы для изготовпения растворов. Основные свойства строительных растворов: удобоукладываемость, подвижность, водоудерживающая способность, прочность, морозостойкость. Пластифицирующие добавки в растворы. Принципы назначения состава растворов. Заводское приготовление строительных растворов. Сухие растворные смеси.

Применение растворов различных видов растворов для каменной кладки и монтажа стен из панелей, крупных и мелких блоков, внутренней и внешней отделки; известковых, цементно-известковых и цементных, декоративных, гидроизоляционных, рентгенозашитных и акустических и др.

2.4.4. Железобетон и изделия из него

Ключевые слова: железобетон, предварительно напряжённые железобетонные конструкции, сборные, монолитные конструкции, арматура, контроль качества.

Понятие о железобетоне и предварительно-напряженных железобетонных конструкциях. Основные виды сборных железобетонных конструкций, применяемых в строительстве. Применение бетонов в монолитных железобетонных конструкциях.

Арматура и арматурные изделия для железобетонных конструкций.

Контроль качества железобетонных изделий заводского изготовления

2.4.5. Органические вяжущие вещества и материалы на их основе

Ключевые слова: битумы, дёгти, свойства, применение, сырьё, состав, структура.

Общие сведения и классификация Битумы, природный и нефтяной; дорожные, строи­тельные, кровельные. Состав и структура. Свойства: вязкость, пластичность, температура размягчения. Маркировка битумов. Применение. Дегти: сырые, отогнанные, составленные, наполненные, пек и др. Состав и свойства дегтей. Применение. Смешанные вяжущие вещества на основе битумов, дёгтей, битумно-дегтевые, битумнодегтеполимерные, битумно- полимерные, битумно-резиновые и др. Направления использования. Материалы на основе битумов и дегтей. Классификация.

Асфальтовые бетоны. Классификация. Сырье. Состав. Структура. Свойства. Основы технологии. Применение. Активация компонентов асфальтобетонов (песка, минерального порошка, битума).

2.4.6. Полимеры, пластмассы и материалы и изделия на их основе

Ключевые слова: полимеры, поликонденсация, полимеризация, структура, свойства.

Понятие о полимерах. Роль и место полимеров в современном строительстве и в пер­спективе. Структура и свойства полимеров. Классификация. Полимеры природные, искусст­венные и синтетические. Сырьевые ресурсы. Термопластичные и термореактизные полимеры Полимеризационные полимеры: полиэтилен, полипропилен, полиизобутилен, поливинилхлорид, перхлорвинил, полистирол, поливинилацетат, полиметилметакрилат и др. Поликонденсационные полимеры: фенолформальдегидные, карбамидные, полиэфирные, эпоксидные, кремнийорганические, полиэфирные и др.

Пластмассы. Основные компоненты пластмасс и их назначение. Основные свойства строительных пластмасс: физические, механические и химические. Важнейшие виды материалов и изделий из пластмасс. Основы технологии. Конструкционно-отделочные и отделочные пластмассы: стеклопластики, древесностружечные плиты, древеснослоистые и бумажнослоистые пластики, полистирольные и фенолитовые плитки, декоративные пленочные материалы, влагостойкие обои, линкруст, погонажные архитектурно- строительные изделия и др.

Материалы из пластмасс: для полов (рулонные, плиточные и мастичные): теплоизоляционные и гидроизоляционные.

Трубы и санитарно-технические изделия.

Модификация полимерами традиционных строительных материалов

Клеи на основе полимеров 

2.5. Искусственные обжиговые материалы

2.5.1. Керамические материалы и изделия

Ключевые слова: сырьё, глины, обжиг, структура, свойства, кирпич, блоки, панели, санитарно-технические изделия, кислото-, огнеупорные материалы.

Сырье для производства керамических материалов и изделий. Основные свойства глин как сырья для керамических изделий. Понятие о процессах, происходящих при сушке и обжиге глин. Структура керамического черепка. Управление структурой и свойствами керамических изделий. Классификация керамических материалов и изделий.

Стеновые материалы. Кирпич и камни керамические: рядовые, лицевые, полнотелые, пустотелые, пористые, одинарные, утолщенные, модульных размеров, укрупненные, профильные и др. Крупноразмерные блоки. Стеновые сборные панели из кирпича и керамических камней для индустриального строительства. Технико-экономическая целесообразность применения стеновых керамических материалов с улучшенными теплотехническими свойствами и укрупненных изделий. Керамические изделия для наружных и внутренних облицовок.

Санитарно-технические изделия, керамические канализационные и дренажные трубы. Пористые заполнители из глкн. Теплоизоляционные керамические изделия. Кислотоупорные и огнеупорные материалы и изделия. Искусственный щебень для дорог (керамдорУ Кровельные материалы.

2.5.2. Материалы и изделия из минеральных расплавов

Кіючевые слова: стекло, химический состав, структура, сырьё, свойства, виды стекла.

Сырьевые материалы. Понятие о производстве стекла. Структура и химический состав стекла. Физические, химические и механические свойства силикатного стекла Ниды листового стекла: оконное, армированное, витринное, теплопоглощающее, светорассеивающее, термостойкое и др. Облицовочные материалы из стекла. Строительные элементы из стекла: стеклянные пустотелые блоки, стеклопакеты, стеклопрофилит, конструкции из стекла, стеклянные тубы. Стеклянная вата.

Ситаллы и шлакоситаллы: сырье, получение, свойства и применение. Литые изделия из горных пород и шлаков. Направления и перспективы развития производства строительных материалов и изделий на основе силикатных расплавов.

2.5.3. Материалы из изделия и металлов

Ключевые слова: металлы, сплавы, строение, анизотропия, дефекты, теоретическая, практическая прочность, сталь, чугун, цветные металлы.

Классификация металлических материалов, применяемых в строительстве. Металлы и сплавы - важнейшие строительные материалы. Современный уровень и перспективы производства и применения металлов в строительстве. Основные требования, предъявляемые к металлическим материалам.

Атомно-кристаллическое строение, полиморфизм, анизотропия металлов и сплавов Дефекты строения, теоретическая и фактическая прочность металлов. Типы сплавов: твердые растворы, химические соединения, механические смеси. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов. Металлы и сплавы, применяемые в строительстве. Углеродистые и легированные стали и чугуны: классификация, маркировка, структура и свойства. Способы повышения коррозионной стойкости металлов. Цветные металлы и сплавы на основе алюминия, меди, титана, магния: классификация, маркировка и свойства. Сортамент металлических материалов Арматурная и профильная сталь. Области применения, направления и перспективы развития производства строительных материалов и изделий на основе металлов.

2.6. Материалы и изделия специального назначения

2.6.1. Теплоизоляционные и акустические материалы

Ключевые слова: неорганические, органические, теплоизоляционные материалы, строение, свойства, применение, звукопоглощающие материалы.

Назначение. Классификация. Строение и свойства теплоизоляционных материалов.

Неорганические теплоизоляционные материалы: минеральная вата и изделия из нее, пеностекло, стеклопор, материалы и изделия из вспученных горных пород, асбестосодержащие и др.

Органические теплоизоляционные материалы и изделия: древесноволокнистые и дре­весностружечные плиты, фибролит, арболит, камышит, торфоплиты, войлок строительный и др.

Теплоизоляционные материалы из пластмасс: ячеистые, пластмассы, пенополистирол, пенополивинилхлорид, пенополиуретан, фенолформальдегидные пенопласты, мипора, сотопласты и др

Значение теплоизоляционных материалов для индустриального строительства. Технико-экономические показатели теплоизоляционных материалов и изделий Перспективы развития производства эффективных теплоизоляционных материалов и изделий.

Акустические материалы и изделия. Назначение. Звукопоглощающие и звукоизоляционные материалы. Структура, свойства и основные виды.

2.6.2. Гидроизоляционные и кровельные материалы

Ключевые слова: сырьё, свойства, назначение, рулонные, листовые, штучные, обмазочн ые материал ы.

Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы. Назначение. Классификация.

Рулонные: основные и безосновные, покровные и беспокровные. Основные разновидности традиционных и современных рулонных кровельных и гидроизоляционных материалов, их характеристики.

Листовые и штучные кровельные и гидроизоляционные материалы. Свойства и применение.

Гидроизоляционные материалы из пластмасс: пленки, мастики, пасты и др.

Обмазочные материалы: мастики, эмульсии, пасты. Разновидности, составы, свойства, назначение.

Герметизирующие материалы: мастики, вулканизирующиеся пасты, пастоэластичные мастики, профильные эластичные прокладки и др.

2.6.3. Лакокрасочные материалы

Ключевые слова: состав, пигменты, наполнители, свойства, укрывисто :ть стойкость, растворители, лаки, эмали.

Назначение и классификация. Составляющие лакокрасочных материалов и их назначение. Пигменты и наполнители: органические, природные и искусствеь ные неорганические, металлические порошки и др. Свойства пигментов: дисперсность, интенсивность, укрывистость, маслоемкость, светостойкость, атмосферостойкость, химическая стойкость, огнестойкость, безвредность и антикоррозионные свойства.

Связующие вещества, их виды, основные свойства и условия применения Разбавители и растворители. Вспомогательные материалы.

Красочные составы: масляные краски и краски на основе полимеров. Лаки

Эмали. Свойства, получение и применение.

2.7. Статистические методы контроля основных характеристик свойств строительных материалов

Ключевые слова: свойства, изменчивость, статистика, критерии соответствия.

Статистические методы контроля изменчивости базовых параметров. Проверка критериев соответствия.

Список литературы

  1. Строительные материалы /Под ред. Микульского В.Г. - М: Издательство Ассоциации строительных вузов, 1996.
  2. Микульский ВТ., Горчаков Г.И., Козлов В В. Строительные материалы. - М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2000.
  3. Домокеев А.Г. Строительные материалы. - М.: "Высшая школа", 1989.
  4. Комар А.Г. Строительные материалы. - М.: Стройиздат, 1988.
  5. Горчаков Г.И, Баженов Ю.М. Строительные материалы. - М : Стройиздат, 1986
  6. Юхневский П И., Широкий Г.Т. Строительные материалы и изделия - Минск: УП Технопринт", 2004.
  7. Попов Л.Н., Каддо М Б. Строительные материалы и изделия. - Минск: Высшая школа, 200]
  8. Рыбьев И. А. Строительное материаловедение. - М Высшая школа, 2002.
  9. Строительные материалы: Справочник (Под ред. А С. Болдырева, П.П. Золотова) - М Стройиздат, 1989.
  10. Галузо Г.С., Змачинский А.Э., Широкий Г.Т. Строительные материалы. Лабораторные рабо­ты (практикум). - Минск, БИТУ, 2003.
  11. Ковалев Я.Н. Активационные технологии дорожных композиционных материалов. - Минск, Белорусская Энциклопедия, 2002.
  12. Тур В В., Рак НА. Прочность и деформация бетона в расчетах железобетонных конструкций - БГТУ, Брест, 2002 - 280с.
  13. Железобетонные конструкции / под ред. проф. Т.М. Пецольда и В В. Тура - Брест, - 2003 400с.
  14. Михайлов В В., Литьер С Л. - Расширяющиеся и напрягающие цементы и самонапр; кеьные конструкции - М. Стройиздат, 1982 - 320с.