МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РФ

2
1. ЦЕЛИ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
Целями освоения дисциплины (модуля) «Строительные материалы» является формирование у студентов представлений классификации общих свойствах строительных материалов, связи и состава структуры и свойств; конструкционных материалах и их разновидностях, свойствах и технологии производства.
2. МЕСТО ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ООП
Дисциплина «Строительные материалы» относится к профессиональному циклу
(вариативная часть). Для освоения данной дисциплины используются знания и умения,
приобретенные при изучении дисциплин естественнонаучного и общетехнического
цикла, таких как Б2.Б.5 Физика, Б2.Б.4. Химия и Б2.Б.1. Математика. Знания и умения,
приобретенные при изучении дисциплины Б3.Б.2. Строительные материалы используются для освоения дисциплин профессионального цикла таких как, Б3.БВ.2.1. Технологические процессы в строительстве, Б3.Б.3. Основы метрологии, стандартизации, сертификации и контроля качества, Б3.Б.4. Инженерные системы зданий и сооружений.
3. КОМПЕТЕНЦИИ ОБУЧАЮЩЕГОСЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ
В РЕЗУЛЬТАТЕ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИН (МОДУЛЯ)
Процесс изучения дисциплины «Строительные материалы» направлен на расширение и углубление компетенций общекультурного и профессионального уровня:
владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию
информации, постановке цели и выбору путей еѐ достижения (ОК-1);
стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК–6);
осознание социальную значимость своей будущей профессии, обладает высокой мотивацией к выполнению профессиональной деятельности (ОК–8);
использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применением методов математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК–1);
владение технологией, методами доводки и освоения технологических процессов
строительного производства (ПК – 12);
умение составлять отчеты по выполненным работам (ПК – 19);
В результате изучения дисциплины студент:
Знать:
- основные тенденции развития производства строительных материалов и конструкций в
условиях рынка и методы повышения их конкурентоспособности;
- технико-экономическое значение экономии материальных, трудовых и энергетических
ресурсов при изготовлении и применении строительных материалов и изделий;
- взаимосвязь состава, строения и свойств материала, принципы оценки показателей качества;
- методы оптимизации строения и свойств материала с заданными свойствами при максимальном ресурсосбережении;
- определяющее влияние качества материалов на долговечность и надежность инженерных систем и сооружений, строительных конструкций, методы защиты их от различных
видов коррозии;
- мероприятия по охране окружающей среды и созданию экологически чистых материалов, безопасности труда при изготовлении и применении материалов и изделий.
3
Уметь:
- анализировать условия воздействия внешней среды на материалы в конструкциях и сооружениях, пользуясь нормативными документами, определять степень агрессивности
среды на выбор материалов;
- устанавливать требования к материалам по назначению, технологичности, механическим свойствам, долговечности, надежности, конкурентоспособности и другим свойствам в соответствии с потребительскими свойствами конструкций, в которых они используются с учетом условий эксплуатации конструкций;
- выбирать соответствующий материал для конструкций, работающих в заданных условиях эксплуатации, используя вариантный метод оценки;
- производить испытания строительных материалов по стандартным методикам.
Владеть:
- методикой расчета потребности материалов для изготовления и монтажа конструкций;
- навыками организации складирования, комплектования и упаковки штучных, рулонных, плиточных, жидкотекучих и пастообразных материалов с целью их сохранности;
- умением осуществлять контроль наличия документов Госсанэпиднадзора, подтверждающих экологическую чистоту и радиационную безопасность используемых материалов, их соответствие заявленным сертификатам качества производителей;
- методами обследования и производства экспертизы инженерных систем и сооружений,
а также строительных конструкций, подлежащих ремонту, реставрации и надстройки
для определения их состояния коррозии и ресурса материалов;
- опытом совместной работой с технологами и специалистами в разработке технологических регламентов на производство и технических условий на применение материалов;
- компьютерной техникой и Интернетом в текущей работе.
4
4. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
4.1. Объѐм дисциплины и виды учебной работы
(в соответствии с учебным планом)
Вид учебной работы
Аудиторные занятия (всего) в том числе
- лекции ( Л )
- лабораторные занятия ( ЛЗ )
- практические занятия ( ПЗ )
- семинары ( С )
- курсовой проект (работа)
Самостоятельная работа (всего) в том числе
- по разделу “К”
- курсовой проект (КП)
К
- курсовой работа (КР)
- по разделу “Р”
- расчѐтно-графические работы (РГР, РР, ГР)
- реферат (Рф.)
Р
- коллоквиумы (Кл.)
(колич./
- сочинение (Сч.)
/часы)
- контрольная работа (Кр.)
- другие виды заданий (Дз.)
- по разделу “Т”
Вид промежуточной аттестации
часы
Общая трудоѐмкость
зачѐтные единицы
5
Всего часов, зачѐтных единиц
Семестр 2
54 (50%)
18 (17%)
36
54
30
20
10
24
зачет
108
3
54
18
36
54
30
2/10
1/10
24
зачет
108
3
№№ лекций
Наименование тем, лекций и программные вопросы
1
2
3
№ практического занятия
№ лабораторного занятия
№ темы
4.2. Л е к ц и и
4
5
2 семестр
Тема: Введение в курс. Классификация строительных материалов
1
1
Введение. Цель изучения дисциплины и ее место в подготовке специалистов. Понятия о строительных материалах, изделиях и конструкциях.
Роль отечественных ученых в развитии материаловедения. Классификация строительных материалов. Стандартизация в строительстве.
Тема: Строение и основные свойства строительных материалов
2
2
Общие сведения, связь состава, структуры и свойств. Методы оценки
состава и структуры. Состав: элементный, оксидный, минеральный, фазовый. Строение: кристаллическое, аморфное. Структура: макро-, микро-, субмикро-. Дефекты кристаллических материалов. Методы оценки
состава и структуры: петрографический, рентгенографический, дифференциально-термический, электронномикроскопический, спектральный.
Тема: Параметры состояния и структуры. Механические свойства.
3
3
Параметры состояния: истинная, средняя и насыпная плотность. Параметры структуры – пористость открытая, закрытая, общая. Механические свойства: нагрузки, напряжение, прочность техническая и теоретическая, определение прочности при сжатии, изгибе и растяжении, коэффициент конструктивного качества, механика разрушения, концентрация напряжений, ударная вязкость, твердость, истираемость, износ.
1-3
Тема: Механические и гидрофизические свойства
4
4
5
5
6
6
7
Механические свойства – деформативные: реология, упругость, относительная деформация, пластичность, хрупкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона, вязкость, вязкоупругость, ползучесть диаграммы
деформаций, реологические модели, релаксация напряжений.
1-3
Гидрофизические свойства: гигроскопичность, капиллярное всасывание, водопоглощение, водопроницаемость, газо- и паропроницаемость,
коэффициент размягчения, влажностные деформации, морозостойкость.
Тема: Теплофизические свойства строительных материалов. Свойства материалов, связанные с воздействием эксплуатационных факторов
Теплофизические свойства: теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность, коэффициент местного температурного расширения. Эксплуатационные факторы. Долговечность. Надежность,
1-3
безотказность, отказ, ремонтопригодность, сохраняемость. Кратковременная и длительная стойкость к воздействию механических напряжений, температурных и рабочей среды.
Тема: Природное и техногенное минеральное сырье для производства строительных материалов
Горные породы, породообразующие минералы, классификация горных
пород по происхождению. Отходы горнодобывающей, энергетической
4-6
металлургической, химической и других отраслей промышленности.
Тема: Природное и техногенное минеральное сырье растительного происхождения для производства строительных материалов
6
7
Общие сведения. Строение и свойства древесины. Основные породы.
Пороки древесины. Защита древесины от гниения и возгорания. Отходы
переработки древесины и другого растительного сырья.
7-9
Тема: Технология металлов
8
8
9
Общие сведения. Классификация металлов и сплавов. Основные свойства. Сырье для производства. Технология получения чугуна и стали.
Влияние углерода и постоянных примесей на свойства стали. Модифицирование структуры и свойств стали.
Строительные стали. Стальная арматура для ЖБК. Чугун. Цветные металлы
1018
4.3. Лабораторные занятия
№
темы
№№
занятия
Наименование занятий и рассматриваемые вопросы
1
2
3
2 семестр
2
1
2
2
2
3
6
4
6
5
2-5
6
7
7
7
8
7
9
8
10, 11
8
12, 13
8
14,15
8
16, 17
8
18
Основные свойства строительных материалов.
Определение истинной плотности строительных материалов пикнометрическим методом и методом Ле-Шателье. Решение задач.
Основные свойства строительных материалов.
Определение средней плотности и истираемости строительных материалов.
Решение задач.
Основные свойства строительных материалов.
Определение прочности материалов: прочности кирпича и бетона при сжатии и кирпича при изгибе. Неразрушающие методы контроля качества
строительных материалов. Решение задач.
Природные каменные строительные материалы.
Породообразующие минералы. Изучение коллекции минералов и описание
их свойств.
Природные каменные строительные материалы.
Горные породы. Изучение образцов магматических, осадочных, метаморфических минералов и горных пород, описание их свойств и применения.
Основные свойства строительных материалов. Природные каменные
строительные материалы.
Решение задач.
Материалы и изделия из древесины. Изучение макроструктуры древесины. Определение усушки древесины. Определение плотности древесины.
Материалы и изделия из древесины. Определение влажности древесины.
Определение прочности древесины при сжатии вдоль волокон. Породы
древесины и пиломатериалы.
Материалы и изделия из древесины. Изучение коллекций. Решение задач.
Металловедение и сварка. Металлографический микроанализ. Диаграмма
состояния железоуглеродистых сплавов. Строение.
Металловедение и сварка. Металлографический микроанализ. Модификация структуры и свойств стали при термообработке.
Металловедение и сварка. Термическая обработка стали. Отжиг, нормализация закалки, отпуск, химико-термическая обработка.
Металловедение и сварка. Сварка металлов. Технология сварочных работ. Типы сварочных швов и соединений.
Металловедение и сварка. Решение задач
7
4.4.
№ темы
№№
занятия
1
2
Практические занятия
Наименование занятий и рассматриваемые вопросы
3
Не предусмотрено
4.5. Самостоятельная работа студентов
Всего часов – 54
Вид работы
Тематика работы
1
2
Трудоѐмкость
(час.)
3
2 семестр
Всего по текущей работе (Т)
Рф-1
Темы:
1. История развития строительных маСамостоятельная работа по териалов в России
видам индивидуальных за- 2. Свойства строительных материалов
даний и контролирующих
мероприятий (Р) – написа- Рф-2
ние рефератов
Темы:
1. Материалы и изделия из древесины.
2. Природные каменные материалы
Самостоятельная работа по
видам индивидуальных за- Коллоквиум №1
даний и контролирующих Основные свойства строительных мамероприятий –
подготовка к написанию кол- териалов по теме 2
локвиума
Всего по видам индивидуальных заданий
и контролирующих мероприятий (Р)
И Т О Г О за 2-ой семестр
24
10
10
10
30
54
5. ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ
Образовательные технологии:
- метод проблемного изложения материала;
- использование иллюстративных видеоматериалов (видеофильмы, фотографии,
компьютерные презентации);
- выполнение лабораторных работ с использованием лабораторного журнала, где
отражена отчетность по выполнению и защите лабораторных работ;
- самостоятельное чтение студентами современной учебной, учебнометодической и справочной литературы по профилю и последующие свободные дискуссии по освоенному ими материалу;
8
- участие в научных конференциях, специализированных выставках и семинарах,
олимпиадах, выставках;
- встречи с представителями российских и зарубежных компаний, государственных и общественных организаций, мастер-классы экспертов и специалистов.
Промежуточный и текущий контроль осуществляется в виде проведения контрольных работ, подготовке и оценке рефератов и ответов на контрольные работы.
Форма итогового контроля – зачет. При условии защиты студентом выполненных
лабораторных работ, положительной оценки ответов по результатам коллоквиумов и
рефератов студент допускается к зачету. Зачет проводится в письменной или устной
форме ответов по вопросам зачетных билетов. По его итогам выставляется оценка «зачтено» или «не зачтено».
6. ОЦЕНОЧНЫЕ СРЕДСТВА
для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам
освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной
работы студентов
1. Выполнение студентом лично лабораторных работ в соответствии с программой и защита результатов выполнения с представлением их записей в индивидуальном журнале.
2. Оценка ответов на вопросы по коллоквиуму.
3. Оценка результатов защиты рефератов.
4. Вопросы к зачету по курсу «Строительные материалы»
Значение курса «Материаловедение. Стоимость строительных материалов в общих затратах
на строительство. Направление снижения стоимости строительных материалов. Стандартизация и сертификация материалов. Модульная координация развития в строительстве.
2. История развития производства строительных материалов. Роль российских ученых в развитии науки о строительных материалах. Основные направления развития отрасли строительных материалов.
3. Определение материаловедения. Классификация строительных материалов.
4. Долговечность и надежность строительных материалов.
5. Связь строения, состава и свойств строительных материалов. Макроструктура, микроструктура и субмикроструктура материалов. Суспензии, коллоидные системы, золи, гели, эмульсии.
6. Внутреннее строение веществ. Связь ковалентная, ионная, вандер-ваальсовская. Кристаллическая и аморфная структура. Изотропия и анизотропия свойств. Связь со свойствами материалов.
7. Химический, минеральный и фазовый состав и их влияние на свойства материалов.
8. Физико-химические методы оценки состава и структуры материалов: петрографический,
электронно-микроскопический, рентгенографический, дифференциально-термический,
спектральный.
9. Физические свойства материалов: истинная плотность, средняя плотность, насыпная плотность, пористость, удельная поверхность. Определение показателей испытания. Показатели
плотности и пористости и удельной поверхности отдельных строительных материалов.
10. Гидрофизические свойства: водопоглощение, водонепроницаемость, коэффициент размягчения, гигроскопичность, капиллярное всасывание, паропроницаемость, влажностные деформации, морозостойкость. Методы определения.
11. Теплофизические свойства материалов, теплоемкость, теплопроводность, огнестойкость,
огнеупорность, температурные деформации. Методы определения.
1.
9
12. Прочностные свойства материалов: прочность теоретическая и техническая, влияние структуры материала на прочность, усталость, ударная прочность, кратковременная прочность,
длительная прочность, твердость, истираемость, износ. Методы определения.
13. Деформационные свойства материалов: реология, упругость, пластичность, хрупкость, модуль упругости, коэффициент Пуассона, объемный модуль упругости, относительная деформация, диаграммы деформаций. Методы определений.
14. Напряжение. Статическое и динамическое нагружение. Динамическое упрочнение. Допускаемое напряжение. Схемы стандартных методов определения прочности при сжатии, изгибе и растяжение.
15. Механика разрушения. Хрупкое разрушение. Торможение трещин. Модели механических
свойств материалов: упругого, идеальной жидкости, упруго-вязкого. Релаксация напряжений.
16. Понятие о композиционных материалах. Определение. Матрица. Упрочняющий компонент:
дисперсные частицы, волокнистые, границы раздела. Адгезия и когезия. Оценка матрицы и
упрочнителя в формировании свойств композита. Строительные материалы – композиты.
17. Породообразующие минералы – группы: кварца, полевые шпаты, железистомагнезиальных,
алюмосиликатов, карбонатов, сульфатов. Свойства, применение.
18. Генетическая классификация горных пород. Определение горной породы.
19. Изверженные горные породы. Разновидности. Состав, структура, свойства, применение.
20. Осадочные горные породы. Разновидности, состав, структура, свойства применение.
21. Метаморфические горные породы. Разновидности. Состав, структура, свойства, применение.
22. Отходы промышленности как сырье для производства строительных материалов: металлургические шлаки, топливные шлаки и золы, вскрышные породы, гипсовые отходы, отходы
древесины и другие. Примеры применения.
23. Добыча и обработка природных каменных материалов.
24. Характеристика и применение материалов и изделий из горных пород.
25. Грубообработанные материалы, камни и литы, кислотоупорные изделия. Защита каменных
материалов от эрозии и коррозии.
26. Конструкционные материалы. Определение. Требования к свойствам конструкций в зависимости от назначения.
27. Классификация конструкционных материалов по исходному сырью и технологии производства.
28. Технология конструкционных материалов, нанотехнология. Определение, общие операции
и показатели прогрессивности.
29. Металлы. Определение, общие свойства и классификация.
30. Атомно-кристаллическое строение металлов. Понятие аллотропии. Дефекты и их влияние
на свойства металлов.
31. Получение чугуна и стали. Сырье для получения. Химические реакции процессов получения.
32. Кристаллизация и фазовый состав железоуглеродистых сплавов.
33. Термическая, термомеханическая, химико-термическая обработка сталей.
34. Влияние углерода, постоянных примесей и легирующих добавок на свойства сталей.
35. Разновидности сталей и чугунов. Маркировка.
36. Группы стальных конструкций и разновидности стальной арматуры железобетонных конструкций.
37. Цветные металлы. Разновидности, свойства и применение в строительстве.
38. Лесные материалы. Свойства древесины. Макро- и микростроение древесины.
39. Основные породы и пороки древесины.
40. Защита древесины от гниения, поражения насекомыми и возгорания.
41. Материалы и изделия из древесины.
42. Керамические материалы. Сырье для производства.
43. Материалы и изделия из минеральных расплавов. Технология производства.
44. Технология производства керамических материалов. Способы формования, сушка и обжиг.
45. Стекло. Определение, структура, свойства, сырье для производства.
10
46. Бетоны, определение. Основные свойства. Марка и класс бетона. Классификация. Структура.
47. Легкие бетоны. Основные свойства. Классификация.
48. Легкие бетоны на пористых заполнителях. Разновидности пористых заполнителей. Теория
легких бетонов.
49. Ячеистые бетоны. Состав, структура и свойства. Газобетон и пенобетон. Технология производства.
50. Технология производства бетонных и железобетонных изделий.
51. Сборные бетонные и железобетонные изделия и конструкции.
52. Силикатные автоклавные материалы. И изделия. Силикатный кирпич. Силикатный бетон.
Пеносиликат. Газосиликат.
53. Асбестоцементные материалы и изделия кровельные, стеновые, облицовочные материалы.
Трубы и фасонные детали.
11
7. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
(МОДУЛЯ)
7.1. Основная литература
1. Строительные материалы. Учебник. Под общей ред. В.Г. Микульского и Г.П. Сахарова – М.: Изд-во АСВ, 2007. – 520с.
2. Попов К.Н. Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия. Изд-ие перераб. и доп. –
М.: Высшая шк., 2006-439с.
3. Технология бетона. Учебник. Ю.М. Баженов – М.: Изд-во АСВ, 2002. – 500с.
4. Строительное материаловедение. Учеб. пособие для строит. спец. вузов. И.А. Рыбьев
– М.: Высш. шк., 2007. – 703с.
6. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы. М.: Стройиздат. – 1986.
7. Металловедение и технология металлов. Под ред. Солнцева Ю.П. Металлургия. 1988.
8. Попов Л.Н. Строительные материалы, изделия и конструкции: Учебное пособие. – М.:
ОАО «ЦИЙ». -2009. -457 с.
7.2. Дополнительная литература
1. Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения. АСВ. М. 2002 г.
2. Оценка качества строительных материалов. Учебное пособие. К.Н. Попов, М.Б.
Каддо, О.В. Кульков – М.: Изд-во АСВ, 1999. – 240с.
3. Материаловедение и технология конструкционных материалов. Учебник для вузов.
Ю.П. Солнцев, В.А. Веселов, В.П. Демянцевич и др. – 2-е изд. – М.: МИСИС, 1996. –
576с.
4. Белов В.В., Петропавловская В.Б., Шлапаков Ю.А. Лабораторные определения
свойств строительных материалов: Уч.пособие. – М.: ИАСВ, 2004. – 176 с.
5. Журнал «Строительные материалы» 2000-200__ годов.
7.3. Учебно-методическое обеспечение
1. Шелихов Н.С. Основные свойства строительных материалов. Методические указания
к лабораторным работам /КГАСУ, 2010. - 23 с.
4. Смирнов Д.С. Металловедение и сварка. Методические указания к лабораторным работам /КГАСУ, 2008. – 31 с
2. Габидуллин М.Г. Природные каменные материалы. Часть 1. Минералы. Методические указания к лабораторным работам /КГАСУ, 2010. – 38 с.
3. Габидуллин М.Г. Природные каменные материалы. Часть 2. Горные породы. Методические указания к лабораторным работам /КГАСУ, 2011. – 38 с.
4. Шелихов Н.С. Древесина. Методические указания к лабораторным работам /КГАСУ,
2012. – 23 с.
5. Габидуллин М.Г., Бадертдинов И.Р. Неразрушающие методы контроля качества
строительных материалов/КГАСУ. 2011. – 24 с.
.
7.4. Программное обеспечение и Интернет-ресурсы
Использование ГОСТов, стандартов, технологических схем, демонстрационных,
справочных, информационных, рекламных и др. учебно-методических пособий и материалов в электронном виде.
http://www.kgasu.ru/lib/
http://www.kgasu.ru/sved/structure/stf/ksm/1421/
12
8. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
(МОДУЛЯ)
1. Комплект лабораторного оборудования в соответствии с тематикой лабораторных
работ.
2. Наглядные пособия, образцы материалов, стенды. Использование в процессе обучения видеоаппаратуры.
13
9. ЛИСТ ДОПОЛНЕНИЙ И ИЗМЕНЕНИЙ,
ВНЕСЁННЫХ В РАБОЧУЮ ПРОГРАММУ
Дата пересмотра
Внесение дополнений и изменений,
Подпись зав.кафедрой
Дата и номер протокола
1
2
3
14