Мурування стін полегшеної конструкції; монтаж плит перекриття; зварювання сталі 15 гс товщиною 4 мм в нижньому положенні

Вступ

Традиційна технологія підготовки робітничих кадрів в системі професійного навчання має серйозні недоліки, зумовлені негнучкістю навчальних планів і програм, жорсткістю термінів навчання.

Модульна технологія навчання широко використовується в економічно розвинених країнах, а останні кілька років швидко поширюється в навчальних закладах України усіх рівнів акредитації і особливо професійно-технічних.

Кожний модульний елемент вміщує собі рівні теоретичні знання або окремі закінчені технологічні операції. Навчання професії за модульною технологією дає можливість скоротити терміни навчання за рахунок виключення несуттєвої інформації з навчальних програм.

Модульна технологія навчання включає семестровий курс, складений зі змісту предметів «Технологія кам’яних робіт», «Будівельне креслення», «Матеріалознавство» та «Виробниче навчання».

У вирішенні економічних і соціальних задач країни велику роль відіграло капітальне будівництво та розвиток його матеріальної бази, основу якої становить промисловість будівельних матеріалів.

Зведення будівель та інженерних споруд потребує великої кількості різноманітних матеріалів, для виробництва яких країна має досить розвинуту сировинну і виробничу базу. При цьому, крім природної сировини, можуть бути використані також відходи виробництва, що накопичуються на промислових виробництвах.

В Україні існує розгалужена мережа підготовчих кадрів для будівництва та промисловості будівельних матеріалів, до якої входять інститути, технікуми, професійно-технічні училища, навчальні комбінати, тощо. Основним джерелом поповнення і підприємств будівельної індустрії кваліфікованими робітниками є професійно-технічні училища.

Цілком зрозуміло, що жодну споруду не можна правильно спроектувати, побудувати і технічно грамотно експлуатувати, не знаючи властивостей будівельних матеріалів. Ці знання набувають при вивченні дисципліни «Матеріалознавство».

Найбільш довільною для визначення будівельних матеріалів і виробів є класифікація їх за технологічними принципами. Це дозволяє простежити процес формування властивостей будівельних матеріалів і виробів залежно від властивостей сировини і технологічних параметрів їх виготовлення та встановити взаємозв’язок між їхнім складом, будовою і властивостями.

У результаті вивчення дисциплін проходження виробничого навчання учні повинні знати найтиповіші будівельні матеріали та вироби і вміти якісно виконувати будівельні роботи за своїм фахом.

1. Властивості будівельних матеріалів

Номенклатура будівельних матеріалів та виробів надзвичайно різноманітна, проте вони органічно взаємопов’язані спільним функціональним використанням у будівництві. Основним критерієм для зіставлення різних видів матеріалів є їхні технологічні властивості.

Вибираючи матеріали, потрібно враховувати клас будівлі чи споруди, її конструктивне призначення, а також дію зовнішніх факторів (фізичних, хімічних, тощо), під впливом яких змінюються властивості будівельних матеріалів.

Властивості будівельних матеріалів досить різноманітні, причому слід розрізняти властивості, які тією чи іншою мірою притаманні всім будівельним матеріалам (середня щільність, пористість, міцність, тощо), та ті, які належать лише деяким з них (здатність до стирання, морозостійкість, хімічна стійкість, тощо).

Для визначення властивостей будівельних матеріалів їх піддають різним випробуванням у лабораторіях на спеціальних машинах і приладах, а також за допомогою спеціальної вимірювальної апаратури. В результаті випробувань отримують конкретні числові показники, які характеризують властивості матеріалу, а далі, зіставляючи ці показники з вимогами, встановленими державними стандартами або технічними умовами, роблять висновок про технічну якість будівельного матеріалу.

Щоб полегшити вивчення різних видів будівельних матеріалів, їх класифікують за окремими групами.

Фізичні властивості – характеризують особливості фізичного стану матеріалу, а також його здатність реагувати на зовнішні фактори, що не впливають на хімічний склад матеріалу. До фізичних властивостей матеріалів належать:

1. Істина щільність ρ – маса одиниці об’єму матеріалу в абсолютно щільному стані. Істина щільність одного й того ж матеріалу в звичайних умовах залишається сталою.

2. Середня щільність ρ_m– фізична величина, яка визначається відношенням маси (тіла або речовини) m до всього зайнятого ним (нею) об’єму V, включаючи пори та пустоти. Виражають середню щільність найчастіше в кг/м³. Також застосовуються розміреності г/см³ та т/м³.

3. Насипна щільність – відношення маси сипкого матеріалу до його об’єму, включаючи простір між частинками. Її визначають для зернистих і порошкоподібних матеріалів.

4. Пористість – ступінь заповненості об’єму будівельного матеріалу порами розмірами не більше 1…3 мм. Пористість обчислюють за формулою

або

Пористість є важливою характеристикою, оскільки з нею пов’язані такі технічні характеристики матеріалу, як міцність, водопоглинання, морозостійкість, теплопровідність, тощо.

5. Пустотілість – характеризується наявністю порожнин (пустот) у будівельних виробах (порожниста цегла, панелі) або між зернами в сипких матеріалах (пісок, щебінь) і визначається у процентах від загального об’єму виробу чи матеріалу. Пустотілість виробів сприяє зменшенню маси будівельних матеріалів і поліпшенню теплозахисних властивостей.

6. Водопоглинання – здатність матеріалу всмоктувати і утримувати вологу при безпосередньому контакті з водою. Для визначення водопоглинання зразок матеріалу поступово занурюють у воду і витримують там доти, доки він не набере сталої маси.

7. Водостійкість – здатність матеріалу зберігати міцність при тимчасовому чи постійному контакті з водою.

8. Вологовіддача – здатність матеріалу віддавати воду при зміні температури та вологості навколишнього середовища. Характеризується інтенсивністю втрати вологи за добу при відносній вологості повітря 60% і температурі 20 °С (293,15К).

9. Водопроникність – здатність матеріалу пропускати крізь себе воду при певному гідростатичному тиску. Визначається об’ємом води (м³), який пройшов крізь одиницю поверхні матеріалу за одиницю часу при сталому (заданому) тиску.

10. Паропроникність – здатність матеріалу пропускати водяну пару за наявності різниці тиску біля поверхонь огороджень. Стіни житлових приміщень, лікарень та інших об’єктів мають «дихати», тобто мають бути досить проникними для водяної пари без її конденсації (природна вентиляція).

11. Гідрофільність – здатність матеріалу зв’язувати воду і змочування водою. Майже всі будівельні матеріали є гідрофільними і пори в них легко заповнюються водою. Це не стосується водонепроникних матеріалів незалежно від властивостей їх поверхні.

12. Гідрофобність – здатність твердого тіла не змочуватись водою (відштовхувати воду). Проникнення води крізь пори, що мають гідрофобну внутрішню поверхню значно ускладнене, хоча вони легко пропускають повітря та водяну пару.

13. Вологові деформації – здатність матеріалу змінювати свій об’єм зі зміною вологості, що може призвести до структурних порушень у матеріалі. Це явище пояснюється тим, що полярні молекули води, проникаючи між частинками речовини або волокнами, які утворюють матеріал, розширюють їх, зменшують капілярні сили. Вироби в результаті можуть покоробитись.

14. Морозостійкість – здатність матеріалу в насиченому вологою стані витримувати багаторазове заморожування і відтавання без зниження міцності при тиску понад 15% (для деяких матеріалів – до 25%) і втрати маси не більше 5%.

15. Теплопровідність – здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях.

16. Теплоємність – здатність матеріалу під час нагрівання поглинати теплоту. Характеризується питомою теплоємністю (коефіцієнтом теплоємності), тобто кількістю теплоти, необхідної для нагрівання одиниці маси на 1 Кельвін.

17. Теплостійкість – здатність матеріалу витримувати нагрівання до певної температури (нижчої за температуру плавлення) без переходу в пластичний стан. Деякі будівельні матеріали мають низьку теплостійкість.

18. Термічна стійкість – здатність матеріалу витримувати нагрівання і охолодження без руйнування. Стійкими до різких змін температури мають бути матеріали для спорудження пічних агрегатів.

19. Температурні деформації – здатність матеріалу під дією зміни температур у процесі експлуатації змінювати свої лінійні розміри (переважно розшаровуватися. Температурний коефіцієнт лінійного розширення (ТКЛР) показує видовження 1 м матеріалу під час нагрівання на 1 Кельвін і має розміреність м/К.

20. Вогнестійкість – це здатність матеріалу витримувати дію високих температур, або вогню й води (під час пожеж), не руйнуючись. За ступенем вогнестійкості будівельні матеріали поділяють на 3 групи:

а) негорючі – матеріали, які під дією вогню чи високих температур не горять, не тліють і не обвуглюються;

б) важкогорючі – матеріали, які під дією вогню або високих температур злегка займаються, тліють або обвуглюються, і в яких при віддалені джерела вогню вказані процеси припиняються;

в) горючі – матеріали, які під дією вогню або високих температур займаються, тліють або обвуглюють, і в яких при віддалені джерела вогню процеси горіння не припиняються.

21. Вогнетривкість – здатність матеріалу витримувати тривалу дію високих температур без деформацій і плавлення. Такі матеріали використовують переважно при спорудженні печей промислового та побутового призначення, труб, котлових установок, тощо.

22. Жаростійкість – здатність матеріалу витримувати тривале нагрівання до температури 1000 °С без втрати або з частковою втратою міцності.

Механічні властивості – характеризують здатність матеріалу чинити опір руйнуванню або деформаціям (зміна форми і розмірів) під дією зовнішніх навантажень. Такими властивостями є:

1. Міцність – здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від внутрішніх напружень, що виникають під дією різних зовнішніх навантажень у процесі експлуатації будівель і споруд. Будівельні матеріали найчастіше зазнають напружень стиску, вигину, розтягу, зрізу та удару.

2. Твердість – здатність матеріалу чинити опір місцевим деформаціям, які виникають при проникненні в нього інших твердих тіл. Твердість матеріалів не завжди відповідає їхні міцності, тобто при різній міцності твердість може бути однаковою.

3. Стираність – здатність матеріалу зменшуватися за масою й об’ємом при спільній дії абразивного матеріалу (наждак, кварцовий пісок) та стиральних зусиль. Стираність залежить від твердості матеріалу.

4. Опір удару (або ударна в’язкість) – здатність матеріалу чинити опір руйнуванню під дією ударних навантажень. Природні й штучні кам’яні матеріали, які застосовують для вимощування підлог, доріг, фундаментів у процесі експлуатації систематично зазнають ударних впливів.

5. Опір зношуванню – визначають переважно для дорожніх матеріалів а також матеріалів для підлог, які в процесі експлуатації зазнають одночасно стирання та ударів.

6. Деформативні властивості – здатність матеріалів зазнавати деформацій у процесі експлуатації під дією зовнішніх чинників. До основних деформативних властивостей належать пружність, пластичність, крихкість, тощо.

7. Пружність – здатність твердого тіла деформуватися і самостійно відновлювати початкову форму та об’єм при припиненні дії навантаження. При цьому початкова форма тіла може відновлюватись повністю або частково.

8. Границя пружності – найбільше напруження, при якому залишкові деформації мають найменше (допустиме за нормами) значення.

9. Модуль пружності Е, МПа – характеризує жорсткість матеріалу, тобто здатність його деформуватись під дією зовнішніх сил. Чим вища енергія міжатомних зв’язків у матеріалі, тим вищий його модуль пружності і тим менше схильний він до деформацій.

10. Пластичність – здатність матеріалу під дією зовнішніх сил змінювати свою форму й розміри без руйнування і зберігати створену форму також при усуненні напруження.

11. Крихкість – здатність матеріалів під дією зовнішніх навантажень руйнуватись без попередніх пластичних деформацій за умови граничних значень діючих на матеріал зусиль.

Хімічні властивості

1. Кислотостійкість – здатність матеріалу чинити опір дії кислоти, яка оцінюється втратою маси зразка матеріалу, витриманого в кислоті певної концентрації.

2. Лугостійкість – здатність матеріалу чинити опір дії лугів практично без руйнування.

3. Токсичність – здатність матеріалу в процесі виготовлення і особливо експлуатації за певних умов виділяти шкідливі для людини (отруйні) речовини.

4. Розчинність – здатність матеріалу розчинятись у воді, олії, бензині, скипидарі та інших речовинах-розчинниках.

5. Корозійна стійкість – узагальнене поняття стійкості матеріалу до руйнування або погіршення якості за спільної дії різних факторів і процесів (атмосферні фактори, хімічні та електрохімічні процеси, біологічне руйнування, забруднюваність, тощо.

Технологічні властивості – визначають здатність матеріалу піддаватись технологічній переробці під час виготовлення та наступній обробці. До цих властивостей відносять полірувальність, подрібнюваність, оброблюваність, абразивність, формівність, розшаровуваність, злежуваність, тощо.

Спеціальні властивості – це колір, блиск, фактура; акустичні властивості (звукопоглинання, звукопроникність, звукоізоляція); електропровідність, прозорість, газопроникність, радіаційна проникність.

Експлуатаційні властивості характеризують здатність матеріалу чинити опір руйнівній дії зовнішніх факторів. До них віднесені: атмосферо – та повітростійкість, біологічна стійкість, корозійна стійкість, старіння, надійність, тощо.

Варто підкреслити, що розміреності перерахованих вище властивостей будівельних матеріалів слід подавати відповідно до міжнародної системи одиниць СІ.

2. Інструменти, пристрої та устаткування для кам’яних та зварювальних робіт

1. Продуктивність праці виробника кам'яних конструкцій багато в чому залежить від якості використаного ручного інструменту. Розглянемо ручні інструменти, які використовуються на будь-яких будівництвах.

Кельматипу КБ (ГОСТ 9533–81). Це лопатка зі сталевого тонколистового полотна з зігнутою ручкою. Ручка вироблена з деревини твердих порід. Кельму застосовують для розрівнювання розчину, заповнення вертикальних швів і підрізання надлишків розчину (рис. 1).

Рис. 1. Кельма Рис. 2. Молоток-кайло Рис. 3. Лопата

Молоток-кайлоМК (ГОСТ 11042–83). Маса – 0,55 кг, дерев’яна ручкою завдовжки до 300 мм (рис. 2). Використовують також молоток для рубання / тесання цегли, керамічного каменю, при цьому лезо молотка має розташовуватись під прямим кутом до поверхні ребра цеглини.

Розчинова лопататипу ЛР (ГОСТ 19596–87). Має полотно з листової сталі завтовшки 1,6 мм. Круглий металевий стрижень завдовжки 320 мм зберігає від зношування дерев'яний держак. Лопата призначена для подачі й розрівнювання розчину, а також для перемішування його в ящику (рис. 3).

Розшивка(ГОСТ 12800–76). Має робочу частину у вигляді розрізаної уздовж сталевої трубки, ручка – з деревини хвойних порід. Оброблення й ущільнення швів мурування виконують сталевими розшивками, що мають увігнуту й опуклу поверхню (рис. 4).

Рис. 4. Розшивка Рис. 5. Скоби Рис. 6. Шнур:

1) корпус; 2) ручка; 3) шнур

2. Щоб прискорити мурування, підвищити продуктивність праці та його якість, використовують малогабаритні ручні пристосування.

Причальні скоби П-подібної форми (рис. 5). Закріплюють їх у швах мурування. Скоби виготовляють з листової сталі, надівають на цеглину, покладену горизонтально.

Кручений причальний шнур (рис. 6). Шнур має товщину 1,5–3 мм. Натягують його вздовж стіни, що зводиться. Цей ручний пристрій призначений для дотримання горизонтальності мурування.

Рис. 7. Проміжні маяки: Рис. 8. Шаблон для розмітки і перевірки

а) з прямокутним корпусом; а) кутів; б) прорізів:

б) зі зварною рамкою 1) розсувна лінійка; 2) притискний гвинт; 3) хомут

Проміжні маяки(рис. 7). Пристрій у вигляді прямокутного корпуса або зварної рамки використовують для фіксування натягнутого шнура у вертикальній і горизонтальній площинах.

3. У будівництві використовується чимало різнорідних контрольно-вимірювальних інструментів.

Шаблон(рис. 8). Виготовляється у вигляді металевого трикутника. Призначений для розмітки і перевірки прямих кутів кам'яних стін. Шаблон складається з двох лінійок, сполучених хомутами з притискними гвинтами. Використовують шаблон також для розмітки віконних і дверних прорізів.

Висок(ГОСТ 7946–80). Маса – 0,2…1 кг. Складається з конусоподібного корпуса, крученого шнура й алюмінієвої планки (рис. 9). Призначений для перевірки вертикальності кутів і поверхні мурування.

Рис. 9. Висок Рис. 10. Правила: Рис. 11. Метр і рулетки

а) дюралюмінієве; б) дерев'яне

Правило. Пристрій зроблений з відфугованого дерев'яного бруска або дюралюмінієвого профілю завдовжки 1,2–2 м (рис. 10). Правило призначене для контролю поверхні викладених стін.

Складаний метр і рулетки(рис. 11). Бувають завдовжки 2–20 м, Використовують для лінійних вимірів під час мурування.

Рівень. Лінійка, яка знаходиться у металевому корпусі завдовжки 750 мм. Всередині лінійки знаходяться ампули, які фіксують горизонтальний і вертикальний рівні (рис. 12). Ним перевіряють мурування.

Рис. 12. Рівень: Рис. 13. Установка розчинова:

1) корпус; 2) ампули; 3) кришка 1) Рама; 2) ємкість з гвинтом для перемішування розчину; 3) моторний відсік; 4) кришка,

5) секторний затвор для видачі розчину;

6) підвіска

4. При виконанні кам'яного мурування використовують різноманітний інвентар.

Установка розчиновадо 2 м³ (рис. 13). Призначена для приймання, підігріву, перемішування і дозованої видачі товарного розчину у спеціальну тару.

Бункер з щелепним затвором(рис. 14). Вміщує до 1,2 м³. Призначений для приймання і подачі розчину на робоче місце.

Захват, що сам затягується(рис. 15). Вантажопідйомність – 1,75 т. Пристрій має вигляд прямокутної рами з двох щелепних підйомних затискувачів. Застосовується для розвантажування пакунків силікатної цегли без піддонів з автотранспорту і подачі їх до місця мурування.

Рис. 14. Бункер: Рис. 15. Захват:

1) штурвал; 2) затвор 1) рама; 2) натяжні пластини; 3) затискуючі балки; 4) захватний пристрій

Підхоплювач-футляр. Вантажопідйомність – 1,5 т. Складається з двох півфутлярів Г-подібної форми, які закріплені на захватних важільцях (рис. 16). Підхоплювач-футляр призначений для розвантаження одразу двох пакунків цегли з автомобіля і подачі їх на робоче місце.

Бак для змочування цегли. Ємкість, яку заповнюють водою (рис. 17). У жарку і суху погоду піддони з цеглою опускають у бак, змочують і подають на робоче місце.

Переносні світильники. Мають вигляд розсувної рами з телескопічним стояком з плафонами (рис. 18). Призначені для освітлення робочого місця у темний час доби.

Контейнер для схову одягу, інвентарю, пристосувань бригади мулярів. Має відділення для двох змін (рис. 19).

5. Технологічно необхідний набір інструментів, пристосувань та інвентарю, розрахований на бригаду, називають нормокомплектом. Дбайливе використання такого нормокомплекту сприяє підвищенню якості, безпеки та продуктивності праці мулярів.

Рис. 16.Підхоплювач: Рис. 17. Бак: Рис. 18. Світильники:

1) захватні важільці зі 1) цегла; 2) прогони 1) розсувна рама;

стінкою; 2) вісь; 3) піддон 2) телескопічний стояк з цеглою 3) дріт; 4) плафон

Порядівки (рис. 20). Пристосування з кутиків, труб або рейок з позначеннями, що відповідають товщині горизонтальних рядів кладки: для звичайної цеглини – 77 мм (65 мм товщина цеглини + 12 мм товщина шва), для стовщеної цегли – 100 мм. Пристосування призначене для закріплення причального шнура, дотримання горизонтальності й вертикальності рядів стін, що зводяться.

Рис. 19.Контейнер: Рис. 20. Трубчаста порядівка:

1) петля; 2) двостулкові двері 1) нерухома частина; 2) віджимний гвинт;

3) рухома частина; 4) стояк; 5) повзунок; 6) шнур

Устаткування зварювального поста для ручної дугової зварки і його обслуговування зварювальний пост

Зварювальнийпост – робоче місце зварювача, обладнане всім необхідним для виконання зварювальних робіт. Зварювальний пост укомплектований джерелом живлення, електричними дротами, електродотримачем, складально-зварювальними пристосуваннями і інструментом, щитком або маскою.

Рис. 21. Зварювальні пости для ручного і напівавтоматичного зварювання:

а) – ручне зварювання від зварювального трансформатора або зварювального випрямляча; б) – зварювання шланговим напівавтоматом; 1 – мережа електроживлення; 2 – рубильник або магнітний пускач; 3 – джерело живлення дуги; 4 – зварювальні дроти; 5 – підвіска напівавтомата; 6 – котушка з електродним дротом; 7 – механізм подачі дроту; 8 – шланг для подачі електродного дроту; 9 – пальник або електродотримач; 10 – консолі з рейкою.

Зварювальні пости залежно від роду вживаного струму і типу джерела живлення дуги ділять на наступні види:

· постійного струму з живленням від однопостового або багатопостового зварювального перетворювача або зварювального випрямляча;

· змінного струму з живленням від зварювального трансформатора.

Зварювальні пости можуть бути стаціонарними або пересувними.

Стаціонарні пости є відкритими зверху кабінами для зварювання виробів невеликих розмірів. У кабіні звичайно поміщають однопостовий зварювальний трансформатор або зварювальний випрямляч. Перетворювач постійного струму, що обертається, створює при роботі сильний шум, тому його краще розміщувати за межами кабіни. При живленні зварювальних постів від багатопостових випрямлячів зварювальний струм розводять по кабінах дротами або шинами. У кабіні встановлюється рубильник або магнітний пускач для включення джерела зварювального струму. На робочому столі розташовуються спеціальні пристосування для збірки і затискання зварюваних деталей, а також ящики для штучних електродів і інструменту. На стінці кабіни підвішують сушильну шафу для прожарювання електродів.

Пересувні пости застосовують при зварюванні великогабаритних виробів безпосередньо на виробничих площах цехів або будівельних майданчиках. Захист від проміння дуги в цих випадках виробляється щитами, а захистом джерел живлення дуги від дощу і снігу служать навіси або на монтажі пересувні машинні зали.

Схеми зварювальних постів для ручного і напівавтоматичного дугового зварювання дані на рис. 21.

Приладдя і інструмент зварювальника

Для затискання електроду і підведення до нього зварювального струму служить електродотримач. Досконалішими є електродотримачі з пружинами (рис. 22); застосовуються також гвинтові, пластинчасті, вилки і інші типи електродотримачів.

Згідно ГОСТ 14651–78Е електродотримачі випускаються трьох типів залежно від сили зварювального струму: I типу для струму 125 А; II типу – 125…315 А; III типу – 315…500 А.

Електродотримач повинен витримувати без ремонту 8000 затисків електродів. Час зміни електроду не повинен перевищувати 4 с.

Рис. 22. Типи електродотримачів: а) – з подовжньою пружиною, б) – з поперечною

Щитки і маски виготовляються згідно ГОСТ. Матеріалом служить чорна фібра або пластмаса з матовою поверхнею. Маса щитка не повинна перевищувати 0,48 кг, маски – 0,50 кг.

Захисні стекла (світлофільтри) призначені для захисту очей і шкіри особи від проміння дуги, бризок металу і шлаку. Основні види світлофільтрів приведені в таблиці 1.

Таблиця 1. Світлофільтри