Материаловедение (стр. 5 )

Решение:

1. В 1 кг известкового теста содержится 500 г извести и 500 г воды.

2. Абсолютный объем известкового теста состоит из абсолютного объема извести и абсолютного объема воды

500/2,05 + 500/1 = 744 см3

3. Средняя плотность известкового теста

1000 / 744 = 1,34г/см3  или  1340 кг/м3

4.3 Типовые задачи по теме: "Гидравлические вяжущие вещества "

4.3.1 Задача

Определить пористость цементного камня, если содержание воды при затворении портландцемента было 32%, а количество химически связанной воды равно 20% от массы цемента. Истинная плотность цемента равна 3100 кг/м3.

Решение:

Состав цементного теста по массе Ц : В = 1 : 0,32

1 .Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом

Vц. т.=Vц.+Vв=1000/3100+0,32 = 0,64 м3

2. Абсолютный объем, занимаемый цементным камнем

Vц. к.=1000 / 3100 + 0,20 = 0,32+0,20 = 0,52 м3

3. Относительная плотность цементного камня

Vц. к./Vц. т.=52 / 0,64 = 0,81

4. Пористость цементного камня

Vпор=(1- Vц. к./ Vц. т.)х100% =(1-0,81)х100 = 19 %

Поры в цементном камне образуются за счет разности между общим количеством воды затворения, определяемым водоцементным отношением, и количеством воды химически связанной (гидратной), использованной на образование цементного камня.

4.3.2 Задача

Сколько потребуется пластифицирующей добавки для получения 50 т пластифицированного портландцемента. Добавка СДБ содержит 50% твердого вещества и 50% воды. Оптимальное содержание добавки СДБ составляет 0,2% от массы цемента (на сухое вещество СДБ).

Решение:

1. Для приготовления 50 т пластифицированного портландцемента необходимо ввести 0,2% СДБ от массы цемента (на сухое вещество)

50000 х 0,002 = 100 кг сухого вещества

2. Количество водного раствора СДБ 50% - ной концентрации

100/50 = 200 кг

4.3.3 Задача

Образцы балочек (из цементного раствора пластичной консистенции) размером 4х4х16 см испытаны на изгиб и половинки балочек на сжатие. При испытании на изгиб были получены следующие результаты: 4,7; 5,1; 5,2 МПа. Разрушающая нагрузка при испытании на сжатие оказалась равной 8000, 7880, 8200, 8100, 8000 и 7900 кгс. Установить марку портландцемента.

Решение:

1. Марку портландцемента устанавливается по результатам испытания образцов-балочек на изгиб и половинок балочек на сжатие в соответствии с ГОСТ 30515-97.

2. При расчете предела прочности на изгиб берется среднее из двух наибольших результатов при испытании

(5.1+5,2)/2 =5,15 МПа

3. При испытании на сжатие половинок балочек нагрузку передают через металлические прокладки размером 4х6,5 см, что соответствует площади в 25 см2.

4.4 Типовые задачи по теме: «Бетоны»

4.4.1 Задача

Для тяжелого бетона на высококачественных заполнителях применен портландцемент М500. Какую прочность  бетона возможно получить при водоцементных отношениях 0,35; 0,5.

Решение:

1 При В/Ц =0,35; Rб=0,43Rц (Ц/В+0,5);

Rц=0,43·500·(1/0,35+0,5)=722 кгс/см2

2 При В/Ц =0,5; Rб=0,65Rц (Ц/В-0,5); 

Rц=0,65·500·(1/0,5-0,5)= 487 кгс/см2.

4.4.2 Задача

Подобрать состав тяжелого бетона с показателями качества бетона и бетонной смеси:

марка бетона по прочности Rб=200; подвижность бетонной смеси ОК = 30 мм.

Характеристика исходных материалов:

а) цемент М-400 (Rц = 400); сц = 3 г/см3 = 3000 кг/м3; снц = 1300 кг/м3;

б) крупный заполнитель - щебень гранитный (наибольшая крупность Днб=40 мм) сщ=2,7 г/см3=2700 кг/м3; снщ=1450 кг/м3;

коэффициент раздвижки зерен б=1,2

в) мелкий заполнитель - песок, мелкий сп=2,6 г/см3=2600 кг/м3;

снп=1500 кг/м3;

г) вода - питьевая, водопроводная св = 1 г/см3 = 1000 кг/м3.

Расчет ориентировочного состава бетона.

1 Определение Ц/В отношения из формулы прочности

Rб=А∙Rц[(Ц/В)-0,5]

Ц/В=( Rб/ А∙Rц+0,5=( 200 /0,55 • 400 ) + 0,5 = 1,41

б - коэффициент, учитывающий качество материалов (табл.1)

2 Определение расхода воды по таблице 2, учитывая подвижность бетонной смеси (ОК=30мм); вид крупного заполнителя (щебень), наибольшую крупность щебня (Днб=40мм).  В=175 л.

С учетом примечания 3 (табл.2) расход воды увеличивается на 5 л:

В= 175+5= 180 л

3 Определяем расход цемента

Ц = Ц/В∙В= 1,41∙180 =254 кг

абсолютный объем цемента

Vац = 254 / 3.0 = 82 л

4 Определяем расход щебня по формуле, учитывая пустотность щебня

Пу=[1-(снщ/сщ)]=[1-(1,45/2,7)]=1-0,537=0,46

Щ = 1000 /[(Пу∙б/снщ)+(1/сщ)] = 1000 /[(0,46 1,2 /1,45) + ( 1 /2,7 )] =

=1000 /(0,345 +0,37)= 1000/0,715= 1400кг

б – коэффициент раздвижки зерен принимаем в соответствии с заданием.

5 Определяем количество песка по формуле:

П = [1000-[( 245 /3,0) + 180 + (1400/2,7)]] 2,6 = [1000 - ( 85+180+518)] ·

·2,6 = 562 кг

       Таким образом, 1 м3 бетона состоит:

Ц= 254 кг;  В= 180 л;  П= 562 кг;  Щ= 1400 кг.

соб = (254+ 562 + 1400 + 180) / 1 = 2400 кг/м3

в= 1000/(Vнц+Vнп+Vнщ) = 1000/(254/1,3 + 562/1,5 + 1400/1,45) = 0,65

Vнц=Ц/снц;  Vнп=П/снп;  Vнщ=Щ/снщ

6 Определяем производственный состав бетона с учетом влаги, содержащейся в песке и щебне

Wп=5 %, Wщ=0,6 %

Цп=Цр=254;

Пп=Пр(1+Wп)=562(1+0,05)=590 кг

Щп=Щр(1+Wщ) =1400 (1 + 0,006 ) = 1408 кг

Вп=Вр-(ПрWп+ЩрWщ)=180-36=144 л

7 Определяем расход материалов на замес бетоносмесителя емкостью 1500л.

Цз=(Цп∙Vбс∙в)/1000=(254∙1500∙0,65)/1000=247,65 кг

Пз=(Пп∙Vбс∙в)/1000=(590∙1500∙0,65)/1000=575 кг

Щз=(Щп∙Vбс∙в)/1000=(1408∙1500∙0,65)/1000=1373 кг

Вз=(Вп∙Vбс∙в)/1000=(144∙1500∙0,65)/1000=140 л

5 Варианты заданий к контрольной работе № 1

Вариант № 1

Вопросы:

Морозостойкость. Определение. Марка по морозостойкости. Основные физико-механические свойства гранита, мрамора, лабрадорита, габбро. Строение и состав древесины. Основные виды древесных пород. Строительный гипс. Сырье. Свойства. Применение. Полимербетон. Свойства и область применения. Укажите, какие полимеры

  используют в составе полимербетона.

Задачи:

Образец в виде куба имеет закрытую пористость 30 %, истинную плотность 2 г/см3, массу 1,2 кг, водопоглощение по объему 10 %. Определить предел прочности на сжатие, если разрушающая нагрузка 200 кН. Найти укрывистость титановых белил, если они входят в состав масляной краски, с содержанием олифы 46 %. На укрывание стеклянной пластины площадью 220 см2 израсходовано 3,2 г краски. Бетон с применением в нем щебня с 21-дневным сроком твердения показал предел прочности при сжатии 34 МПа. Определить активность цемента, если В/Ц=0,57, а материалы высокого качества.

Вариант № 2

Вопросы:

Какие факторы влияют на старение материала? Дайте характеристику глинам, как основного сырья для производства керамики, их свойства. Герметизирующие материалы и их виды. Пуццолановый портландцемент. Сырье. Свойства. Применение. Строительные растворы. Классификация.

Задачи:

Определить разрушающую нагрузку влажного образца древесины, если сухой показал прочность 54 МПа, а коэффициент размягчения равен 0,68. Определить какое количество глины необходимо для получения 4000 шт. кирпича плотности 1780 кг/м3. Средняя плотность сырой глины 1600 кг/м3, влажность ее 12 %, а потери при прокаливании составляют 10 % от массы сухой глины. Произвести расчет состава тяжелого цементного бетона. Марка бетона 300. Марка цемента 400. Подвижность бетонной смеси ОК=3 см. Заполнители: щебень, крупность зерен - 20 мм; песок, модуль крупности – 2,5. Насыпная плотность: цемента – 1300 кг/м3; песка – 1540 кг/м3; щебня – 1700 кг/м3. Истинная плотность: цемента – 3,1 г/см3; песка – 2,57 г/см3; щебня – 2,9 г/см3. Материалы высокого качества.

Вариант № 3

Вопросы:

Механические свойства материалов. Методы их определения. Обработка природных каменных материалов. Керамические материалы для наружной отделки зданий. Требования к ним. Классификация нефтяных битумов. Свойства. Применение. Силикатные бетоны. Свойства. Применение.

Задачи:

Масса образца при влажности 10 % составляет 200 г. Определите пористость материала, если истинная плотность 4000 кг/м3, а водопоглощение по объему 6 % при содержании воды в образце 4,55 г. Определить среднюю плотность древесины (сосны) при влажности 22 %, если при влажности 11 % она равна 496 кг/м3. Коэффициент объемной усушки равен 0,5. Подсчитать коэффициент конструктивного качества сосны, если предел прочности при сжатии при влажности 14 % составляет 56 МПа. Определить минимальную необходимую емкость бетоносмесителя и плотность бетонной смеси, если при одном замесе получается 2 т бетонной смеси состава 1:2:4 (по массе) при В/Ц=0,6 и коэффициенте выхода 0,7. Насыпная плотность использованных  материалов: песка -1450 кг/м3; щебня – 1,68 т/м3 и цемента – 1,3 г/см3.

Вариант № 4

Вопросы:

Деформативные свойства (упругость, пластичность, хрупкость). Красочные материалы. Основные компоненты красочных составов. Строение и состав древесины. Основные виды древесных пород. Портландцемент. Сырье. Свойства. Применение. Монолитные бетоны. Достоинства и особенности производства.

Задачи:

Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня В, если известно, что плотность твердого вещества камня В 2,68 г/см3, а плотность камня А на 15 % больше, чем камня В. Водопоглощение по объему камней в 2 раз больше водопоглощения по массе. Сколько потребуется глины для изготовления 1300 шт. плиток для пола размером 150х150х13 мм, если известно, что пористость плиток 3,7 %, плотность спекшейся массы равна 2,52 г/см3, а потери при сушке и обжиге глины составили 15 % от массы глины. Определить коэффициент выхода и плотность бетонной смеси, если для получения 380 м3 бетона было израсходовано 112 т цемента, 198 м3 песка и 292 м3 щебня, насыпная плотность равна соответственно 1300 кг/м3; 1450 кг/м3; 1650 кг/м3, а В/Ц=0,47.

Вариант № 5

Вопросы:

Свойства, характеризующие отношение материалов к действию воды и водяных паров. Методы их оценки. Метаморфические горные породы, их свойства и применение в строительстве. Классификация металлов и сплавов. Какие из цветных металлов имеют наибольшее применение в строительстве? Магнезиальные вяжущие вещества. Сырье. Свойства. Применение. Теплоизоляционные материалы на основе органического сырья. Сырье. Свойства. Применение.

Задачи: