Надежность и долговечность как комплексные характеристики качества материалов

При технико-экономической оценке используемых материалов в конструкциях, принятой технологии их изготовления необходимо иметь представление не только о конкретных их свойствах, но и их влияния на поведение изделий и конструкций под совокупным действием природных и эксплуатационных факторов. Такая оценка проводится по показателям:

1) Долговечность – св-во изделия сохранять работоспособность до определенного состояния с необходимыми перерывами на ремонт. ЕЕ измеряют обычно сроком службы без потери эксплуатационных качеств в конкретных климатических и эксплуатационных условиях и режиме эксплуатации.

2) Надежность – общее св-во, характеризующее проявление всех остальных св-в изделия в процессе эксплуатации. Надежность – это совокупность таких св-в, как долговечность, безотказность, ремонтопригодность и сохраняемость.

3) Безотказность – св-во изделия сохранять работоспособность в определенных режимах и условиях эксплуатации в течение определенного времени без вынужденных перерывов на ремонт. К показателям безотказности относят вероятность безотказной работы.

4) Отказом – называют событие, при котором система, элемент или изделие полностью или частично теряют работоспособность. Потеря работоспособности вызывается такой неисправностью, при которой хотя бы один из основных параметров выходит за пределы установленных допусков.

5) Ремонтнопригодность – св-во изделия, характеризующее его приспособленность к восстановлению исправности и сохранению заданной технической характеристики в результате предупреждения, выявления и устранения отказов. Этот показатель определяется средним временем ремонта на один отказ данного вида, а также трудоемкостью и стоимостью его устранения.

6) Сохраняемость – св-во изделия сохранять обусловленные эксплуатационные показатели в течение и после срока хранения и транспортировки, установленного технической документацией. Сохраняемость количественно оценивают временем хранения и транспортирования до возникновения неисправности.

19.????

20.????

21. Характеристика породообразующих минералов разных групп: карбонатов, силикатов, оксидов, алюмосиликатов, сульфатов

Породообразующие минералы- это природные минералы, принимающие основное участие в образовании горных пород. По хим. составу осн. группы:

Группа оксидов (или группа кварца)- входит кроме SiO2 18 его разновидностей. Пл-ть 2650 кг/м^3, твердость 7, высокая хим. стойкость, взаимодействует лишь с плавиковой к-той и горячими щелочами, Rсж=< 2000МПа, Rизг=< 100, благодаря твердости и стойкости при выветривании не изменяет хим. состав и образ. кварцевые пески. Полиморфные превращения: при t=575 переход из бета в альфа модификацию с увелич. V на 1, 5%, при 870 переходит в альфа- тридимит с объемным изменением 0.6%, tпл=1700. При быстром охлаждении расплава образ. кварцевое стекло. Входит в состав гранита, кварцевого песка, кварцита, придавая горным породам прочность, твердость, стойкость.

Алюмосиликаты (Al2O3*SiO2): Полевые шпаты - ортоклаз(K2O*Al2O3*6SiO2-прямораскалывающиеся, плоскости спайности образуют угол 90, твердость 6, прочность ниже, чем у кварца=170, tпл=1170) и плагиоклаз(CaO*Al2O3*6SiO2- косораскалывающиеся, по св-вам хуже ортоклазов, Rсж=120-150). Гидрослюды - алюмосиликаты слоистой структуры, спайность совершенная в одной плоскости, твердость 2.5-3.0, R=100, в плоскостях спайности 1-2, плотность 2700, виды: мусковит-(прозрачная калиевая слюда, ср.пл-ть 2770-3100, прим. в качестве электроизоляциооного мат. как бронирующая посыпка для рубероида и для изгот. огнеупорных красок) и биотит-(темная железисто-магнезиальная слюда, ср. пл-ть 3000-3130. Вермикулит-продукт выветривания биотита, слоистая структура, заполненную молекулярной межслоевой водой, благодаря этому вермикулит при нагревании до t=800 вспучивается с увеличением V в 15-20 раз, прим. для изготов. звукоизоляционных мат.). Глинистые минералы( Al2O3*mSiO2*nH2O, образ в рез. выветривания полевых шпатов, твердость 1-1, 5, пл-ть 2500, виды: самый распространенный в стр-ве каолинит Al2O3*2SiO2*2H2O ) и монтмориллонит- переменный состав, из кальция, натрия, магния и железа.

Карбонаты – кальцит (CaCO3)-хрупок, обладает совершенной спайностью по 3 пл-тям, пл-ть 2700, твердость 3, растворяется в к-тах; магнезит( MgCO3)- пл-ть 2900, твердость 3, 5-4, растворяется в к-те при нагревании; доломит (CaCO3*MgCO3)-по св-вам между кальцитом и магнезитом

Железисто-магнезиальные силикаты - темноокрашенные минералы, входящие в состав оновных и ультроосновных изверженных пород(габбро, базальты, диабазы), пл-ть 3000-3500, твердость 5, 5-7, высокая ударная вязкость, следовательно меньшая хрупкость. Найболее распространены оливин(хризотиласбест), амфиболы(роговая обманка), пироксены(авгит)

Сульфаты: гипс(CaSO4*2H2O), пл-ть 2300, твердость 2, низкая водостойкость, т.к. ионная связь

22. Из каких минералов состоят наиболее широко применяемые горные породы: гранит, мрамор, гипс, песчаник, известняк и др.

Граниты - найболее распространенная магматическая порода, глубинная, кислая. В нем легко различаются 3 минерала: кварц(20-40%), полевые шпаты(40-70%) и слюды, мусковит и биотит(5-20%). Имеет ярко выраженное зернокристаллическое строение, плотность 2600-2700 кг/м^3, предел прочности при сжатии от 100 до 300МПа, а на растяжение- 1/40-1/60 предела прочности при сжатии. Вследствии малой пористости и небольшого водопоглощения(0.1-1%) их морозостойкость более 200 циклов. Цвет зависит от цвета полевого шпата, бывает серым, голубовато-серым, темно-красным.

Мрамор - метаморфическая порода, образовалась из известняков(реже доломитов) под действием высоких температур и огромного давления. Состоит из прочно сросшихся кристаллов кальцита, иногда с примесью доломита, сцепление кристаллов без цементирующего вещества, это придает высокую прочность(до 300МПа) и плотность. Цвет зависит от примесей: красный, розовый- примеси железистые соединения и марганец, серый и черный- орг.в-ва. Не рекомендуется для облицовки, т.к. под влиянием влаги, температур, сернистого газа он выветривается, теряет блеск.

Гипс - осадочная порода белого или серого цвета, состоит из минерала того же названия(CaSO4*2H2O), плотность 2000-2300 кг/см^3, предел прочности при сжатии до 30МПа, невысокая стойкость.

Песчаник - осадочная порода, состоит из зерен кварцевого песка, сцементированных природным цементом, в зависимости от которого песчаники называются известняковыми(сцементированы кальцитом и доломитом), кремнистыми, глинистыми. Прочность и стойкость средняя, плотность 2300-2500 кг/см^3.

Известняк - осадочная порода, состоит из CaCO3- углекислый кальций и примеси магнезита, кварца, глинистых, железистых и др. соед. Цвет в зависимости от примесей. По структуре: плотные, пористые, мраморовидные, ракушечники, оолитовые, землистые(мел). Плотные: ср. пл-ть 2000-2600, Rсж=100. Пористые- ср. пл-ть 900-2000, Rсж=0, 4-20. Мраморовидные(переходная форма от известняков к мраморам)- ср. пл-ть 2600-2800, Rсж=60-180. Ракушечники(из раковин и панцирей моллюсков, слабо сцементированных известковым цементом), ср. пл-ть 900-2000, Rсж=0, 4-15, малая теплопроводность, легко распиливаются. Мел-затвердевший морской осадок, состоит из обломков кальцита, одноклеточных организмов и микроскопических раковин.

23.????