Загальні властивостi будiвельних матеріалів (стр. 10 из 12)

По графіку (рис. 5.1.) встановлюємо, що водотверде відношення газосилікату (В/Т) при r_о.г=600 кг/м³ складає 0,52, витрата алюмінієвої пудри – 0,175% маси матеріалів.

За табл. 5.1 необхідна активність суміші, тобто вміст активного СаО, % до маси сухої суміші, А_см=19%.

Витрата вапна

де k – коефіцієнт, враховуючий кількість гідратної води, k=0,85–0,95).

Вміст меленого піску у в’яжучому П_м=Вп=147 кг/м³.

Кількість кремнеземистого компоненту в суміші:

П_к=k·r_о.г–Вп–П_м=0,9·600–147–147=246 кг/м³.

Витрата води В=(В_п+П_м+П_к)·В/Т=(147+147+246)·0,52=284 л.

Розрахунковий склад газосилікату повинен бути уточнений дослідними замісами.

Таблиця 5.1

Вміст активного СаО, % до маси сухої суміші	Межа міцності при стиску, МПа,при середній густині сухого газосилікату, кг/м3
	300	400	500	600	700	800	900	1000
16	0,5	1,5	2,3	4,1	5,9	7,5	9,0	11,0
17	0,7	1,7	2,5	4,3	6,1	8,0	9,6	11,8
18	0,8	1,8	2,7	4,6	6,5	8,4	10,3	12,6
19	0,9	1,85	2,9	5,0	7,0	8,8	11,0	13,3
20	1,0	1,9	3,0	5,2	7,3	9,2	11,6	14,2
21	1,1	2,0	3,2	5,3	7,6	9,7	12,3	15,0

81. Розрахувати витрату матеріалів на заміс дрібнозернистого шлаколужного бетону. Вологість суміші w=13%, маса одного замісу m_з=350 кг (прийнята із урахуванням коефіцієнта виходу із бетонозмішувача 0,6). Місткість бетонозмішувача v_б.м=250 л, середня густина бетону r_о.б=2300 кг/м³. Склад суміші, %: заповнювача – 75, шлаку – 25. Суміш замішується 15%–м розчином соди (r_с=1,15 кг/л). Необхідна кількість води В=m_з·w/(100+w)=350·13/110=40,26 кг. Для визначення кількості соди складаємо пропорцію:

0,085 кг води – 0,015 кг соди

40,26 кг води – x кг соди

x=40,26·0,015/0,085=7,1 кг.

Загальна кількість шлаку і заповнювача

Ш+З=m_з–В–x=350–40,26–7,1=303 кг.

Кількість заповнювача З=303·75/100=227 кг.

Кількість шлаку Ш=303–227=76 кг.

Об’єм розчину соди v_с=(В+х)/r_с=(40,26+7,1)/1,15=41,18 л.

82. Розрахувати потребу гіпсу, шлаку і води для приготування S=300 м² перегородочних гіпсошлакових плит. Визначити середню густину гіпсошлакової суміші і висушеного гіпсошлакобетону. Співвідношення гіпсу і шлаку 1:2 (за об’ємом); дійсна густина шлаку r_ш=2,5 г/см³, насипна густина шлаку r_н.ш=1250 кг/м³, насипна густина гіпсу r_н.г=800 кг/м³, водогіпсове відношення В/Г=0,56, товщина плити b=8 см, кількість хімічно зв’язної води в гіпсошлакобетоні – 20% маси гіпсу. Об’єм бетону, який витрачається на 300 м² плит,

v=S·b=300·0,08=24 м³.

Коефіцієнт виходу гіпсошлакобетону

,

де пористість

;

.

Витрата гіпсу на 24 м³ гіпсошлакобетону: за об’ємом:

;

за масою:

Г=v_г·r_н.г=12·800=9600 кг

Витрата шлаку за об’ємом: v_ш=12·2=24 м³;

за масою Ш=v_ш·r_н.ш=24·1250=30000 кг.

Витрата води В=Г·В/Г=9600·0,56=5376 кг.

Середня густина гіпсошлакобетонної суміші

r_г.б=(9600+30000+5376)/24=1874 кг/м³.

Середня густина сухого гіпсошлакобетону

r_с.г.б=(9600+30000+9600·0,2)/24=1730 кг/м³.

6. Деревинні матеріали

83. Соснові дошки тривалий час зберігались на повітрі при t=20ºC і відносній вологості w_відн=80%. Визначити вологість дощок і їх середню густину, якщо при стандартній 12%–й вологості густина деревини сосни r₁₂=500 кг/м³.

Рівноважну вологість деревини визначаємо по діаграмі Н.Н.Чулицького (рис. 6.1.). При заданих умовах зберігання w=18%.

Середню густину деревини при визначенні вологості легко знайти, знаючи середню густину при стандартній вологості r₁₂ і коефіцієнт об’ємної усушки (для сосни k=0,44):

84. Сосновий брусок має розміри 25х30х400 мм (aхbхc) при вологості w=21%. Як зміняться розміри бруска після повного висушування, а потім зволоження до межі насичення? Коефіцієнт усушки сосни k_у=0,44.

Величину усушки при висушуванні бруска знаходимо із умови

У=k_у·w=0,44·21=9,24%.

Нехай розмір зразка при вологості 0 дорівнює a₀, а при вологості w – a, тоді

,

Звідки

a₀=a·(100–У)/100=25·(100–9,24)/100=22,7 мм.

Аналогічно знайдемо інші розміри бруска. Вони становлять: b₀=27,2 мм і с₀=363 мм. Таким чином, після висушування брусок буде мати розміри: 22,7х27,2х363 мм.

При зволоженні сухого бруска його лінійні розміри збільшуються за рахунок розбухання деревини, що відповідає межі насичення, w_м.н=30%. При цій вологості характерне максимальне розбухання деревини P_max:

,

де k_р – коефіцієнт розбухання.

Коефіцієнт розбухання k_р пов’язаний із коефіцієнтом усушки залежністю k_р=100·k_у·(100–30·k_у).

Для сосни k_р=100·0,044/(1000–30·0,44)=0,5.

.

Аналогічно знайдемо інші розміри бруска після зволоження до межі насичення. Розміри соснового бруска 26,1х31,3х417,4 мм.

85. Середня густина дуба у абсолютно сухому стані r_о.д=650 кг/м³, а граба r_о.г=760 кг/м³. Знайти пористість і максимальне водопоглинання деревини дуба і граба.

Дійсна густина деревини, чи так званий показник густини деревної речовини r_д.р, у середньому для всіх порід становить 1,53 г/см³. Тоді пористість дуба і граба:

;

.

Вологість, яка характеризує максимальне водопоглинання деревини, знаходять за формулою

,

де w_п.н – вологість межі насичення кліткових стінок (w_п.н=30%); r_в – густина води.

Для дуба

.

Для граба

.

86. Зразки деревини у вигляді прямокутних призм розрізом 20х20 мм і висотою 30 мм при вологості w=20% зруйнувалися при випробуванні на стиск вдовж волокон при максимальному навантаженні F_ст=0,0147 МН. Інші зразки із цієї ж породи деревини у вигляді прямокутних призм розрізом 20х20 мм і висотою 300 мм при w=20% зруйнувались при випробуванні на статичний згин за одноточковою схемою при максимальному навантаженні F_зг=0,0014 МН.

Визначити породу деревини, з якої виготовлені зразки.

Межа міцності зразків при стиску при w=20%:

R_ст=F_сж/S=0,0147/(0,02·0,02)=36,75 МПа.

Межа міцності зразків при статичному згині при w=20% (l=0,24 м):

.

Перерахуємо отримані значення межі міцності на стандартну вологість деревини:

R_ст12=R_w·[1+0,04·(w–12)]=36,75·[1+0,04·(20–12)]=48,5 МПа;

R_зг12=R_w·[1+0,04·(w–12)]=63·[1+0.04·(20–12)]=83,16 МПа.

Можна зробити висновок, що випробуванні зразки виготовлені із деревини сосни, для якої за довідковими даними R_ст12=48,5 МПа, R_зг12=86 МПа.

87. Визначити орієнтовно межу міцності при стиску повздовж волокон і при статичному згині зразків деревини сосни і дуба, якщо відомо, що кількість m пізньої деревини у них становить відповідно 20 і 80%.

Кількість пізньої деревини, %, підраховується на торцевих зрізах деревини вимірюванням пізньої зони річних шарів із точністю до 0,1 мм на відстані 15–20 мм.

Для розв’язку використовуємо емпіричні формули.

Для деревини сосни

R_ст12=0,6·m+30=0,6·20+30=42 МПа;

R_зг12=1,4·m+56=1,4·20+56=84 МПа.

Для деревини дуба

R_ст12=0,32·m+29,5=0,32·80+29,5=55,1 МПа;

R_зг12=0,43·m+47,5=0,43·80+47,5=81,9 МПа.

88. Порівняти для модрини і липи при стандартній вологості межу міцності при стиску вздовж волокон і поперек волокон у радіальному і тангенціальному напрямках.

Руйнівне навантаження при стиску вздовж волокон F_ст виявилось для модрини 0,026 МН, липи – 0,018 МН; поперек волокон F_ст у радіальному напрямку для модрини – 0,0027 МН, для липи – 0,0034 МН; у тангенціальному напрямку – для модрини – 0,0037 МН, для липи – 0,0031 МН. Для випробування межі міцності деревини при стиску застосовують зразки–призми з розмірами a=20 мм і h=30 мм. Межу міцності при стиску вздовж волокон визначаємо за формулою R_ст12=F_ст/(a·b). А при стиску поперек волокон R^’_сж12=F^’_ст/(a·h)

Для модрини

R_ст12=0,026/(0,02·0,02)=65 МПа;

R^'_ст12=0,0027/(0,02·0,03)=4,5 МПа (в радіальному напрямку);