Загальні властивостi будiвельних матеріалів (стр. 2 из 12)
Нормативний запас заповнювачів:
Піску по масі – Пн=vдоб.×t×П=500×10×0,712=3560 т;
Гравію по масі – Гн=vдоб.×t×Г=500×10×1,32=6600 т;
Піску за об’ємом – vп.н.=Пн/rн.п.=3560:1,5=2380 м3;
Гравію за об’ємом – vг.н.=Гн/rн.г.=6600:1,4=4360 м3.
З поправкою на коефіцієнт заповнення 0,9 необхідні об’єми бункерів складів піску (vб.п.) і гравію (vб.г.) буде відповідно vб.п=2650 м3 і vб.г=4840 м3.
4. Насипна густина сухого піску rн=1500 кг/м3. При 5% – й вологості (wп.=5%) вона зменшилась до rнw=1150 кг/м3. Визначити приріст об’єму піску за рахунок зволоження.
Перший спосіб рішення: 1 т сухого піску займає об’єм vc=1:1,5=0,66 м3, вологого піску vв=1:1,15=0,87 м3.
Приріст об’єму піску складає:
.Другий спосіб рішення: Маса піску після зволоження :
.Об’єм вологого піску: vw=m/rнw=1575:1150=1,37м3.
Dv=vw–vc=1,37–1=0,37 або 37%.
5. Визначити середню густину кам’яного зразка неправильної форми, якщо при його зважуванні на повітрі маса була mс=100 г, а у воді mw=55 г. До зважування у воді зразок парафінували. Маса парафінованого зразка mп.з.=101,1 г. Густина парафіну rп.=0,93 г/см3.
Об’єм парафінованого зразка по закону Архімеда дорівнює втраті його маси при зважуванні у воді, тобто при густині води rв.=1 г/см3.
.Маса парафіну mп=mп.з.–mс=101,1–100=1,1 г, а об’єм його vп=mп/rп=1,1:0,93=1,18 см3.
Об’єм непарафінованого зразку v0=vп.з.–vп.=46–1,18=44,82 см3.
Середня густина матеріалу rо=mс/vо=100:44,82=2,23 г/см3.
6. При визначенні дійсної густини будівельного гіпсу була взята наважка mо=85 г. В колбу Ле–Шательє була внесена частина цієї наважки, залишок склав m1=15,5 г. При цьому рівень керосину у колбі підвищився від нульової відмітки до 25 см3. Розрахувати дійсну густину будівельного гіпсу.
Маса гіпсу, що поміщена у колбу Ле–Шател’є,
mг=mо–m1=85–15,5=69,5 г
Об’єм гіпсу в абсолютно щільному стані дорівнює об’єму витисненого керосину, тобто vг=25 см3.
Таким чином, дійсна густина гіпсу r=mг/vг=69,5:25=2,7 г/см3.
7. Яке навантаження на кожну з двох опор здійснює залізобетонна балка прямокутного перерізу розміром 60´14 см і довжиною l=6,5 м при середній густині залізобетону r=2500 кг/м3?
Об’єм балки vб=0,60×0,14×6,5=0,55 м3;
Маса балки mб=vб×rо=0,55×2500=1380 кг.
Чисельне значення маси тіла в кілограмах (кг) рівне чисельному значенню його ваги, тобто сили тяжіння в кілограмах (кгс). В СІ сила вимірюється в ньютонах. 1 Н – сила, що повідомляє тілу масою 1 кг прискорення 1 м/с2 в напрямку дії сили. 1 кгс»10 Н.
Таким чином, сила або навантаження, що здійснює залізобетонна балка на дві опори, складе Fб=1380 .10=13,8 кН;
Навантаження, що діє на кожну опору, Fo=13,8:2=6,9 кН.
8. Зовнішня стінова панель із газобетону має розміри 3,1´2,9´0,3 м і масу mп=2160 кг. Визначити пористість газобетону, приймаючи значення дійсної густини r=2,81 г/см.
Об’єм панелі vп=3,1×2,9×0,3=2,7 м3;
Середня густина газобетону rо=mп/vп=2160:2,7=800 кг/м3.
Пористість газобетону
9. Зразок із газобетону з розміром ребер а=20 см занурений у воду і плаває. Висота над рівнем води в перший момент складала h=6,5 см. Визначити густину газобетону, приймаючи його дійсну густину r=2,79 г/см3. Поглинанням води при цьому можна знехтувати.
Маса (об’єм) води, що був витиснений зразком газобетону, рівна масі зразка. Оскільки висота зразка над рівнем води 6,5 см, значить, він занурився на h1=20–6,5=13,5 см і витиснув при цьому vв=20´20´13,5=5400 см3 води. Таким чином, маса зразка mо=5400 г або 5,4 кг.
Об’єм зразка – куба з а=20 см, vо=20´20´20=8000 см3.
Середня густина газобетону rо=mо/vо=5400:8000=0,68 г/см2 або 680 кг/м3.
10. Кузов автомашини розміром 2,8´1,8´0,6 м заповнений на 2/3 своєї висоти щебенем, маса автомашини без щебеню mа=3 т, із щебенем m'а=5,86 т. Розрахувати насипну густину щебеню і його порожнистість. Дійсна густина щебеню rщ=2,700 г/см3.
Об’єм щебеню vщ=2,8×1,8(0,6×2/3)=2 м3.
Маса щебеню mщ=m'а–mа=5,86–3=2,86 т.
Насипна густина щебеню rн.щ.=mщ/vщ=2860:2=1430 кг/м3.
Порожнистість щебеню П=(1–rн.щ/rщ).100=(1–1430/2700).100=47 %
1.2. Гідрофізичні властивості
11. Маса сухого матеріалу m=90,9 кг. При зволоженні матеріалу до деякої початкової вологості маса його зросла до mв=100 кг. Якою повинна бути маса матеріалу при зволоженні його до w=20%?
Знаходимо початкову вологість матеріалу:
.Масу матеріалу mw при w=20% знайдемо з виразу вологості:
.12. Сорбційна вологість ніздрюватого бетону змінюється зі зміною відносної вологи повітря. При середній густині ніздрюватого бетону в сухому стані rо.с.=500 кг/м3 сорбційна волога бетону по об’єму при відносній вологості повітря 40% складає wo=1,4%; 80% – 2,9 і 100% – 9,4%. Знайти середню густину ніздрюватого бетону при різній відносній вологості повітря.
Для переводу вологості матеріалів по об’єму (wo) до вологості по масі (wm) використовують формулу:
.При відносній вологості повітря 40 % –
; 80% – 
; 100% – 
.Середня густина ніздрюватого бетону при відносній вологості повітря:
40% –
;80% –
;100% –
.13. Повітряно–суха деревина при вологості w = 20% має середню густину rо.w.=670 кг/м3. При насиченні її під тиском середня густина збільшилась до rо.w.=1300 кг/м3. Визначити відкриту пористість деревини.
Маса 1 м3 абсолютно сухої деревини:
.Кількість поглинутої води mв=rо.w.–rо=1300–536=764 кг, або vв=0,764 м3.
Об’єм води, поглинутої під тиском, відповідає об’єму відкритих пор в деревині.
Відкрита пористість деревини П=vв×100=0,764×100=76%.
14. Водопоглинання бетону по масі і об’єму дорівнює відповідно wm=4,2%; wo=9,5%. Знайти загальну пористість бетону при його дійсній густині r=2,7 г/см3.
Середня густина бетону rо=wo/wm=9,5/4,2=2,26 г/см3, або rо=2260 кг/м3.
Загальна пористість бетону:
.15. Маса зразка каменю з дійною густиною r=2,5 г/см3 в сухому стані m=100 г. Після водонасичення маса склала mн=110 г і об’ємне водопоглинання – wo=20%. Визначити пористість каменя.
Водопоглинання по масі:
.Середня густина каменя rо=wo/wm=20/10=2, що відповідає rо=2 г/см3, або rо=2000 кг/м3.
Пористість каменя П=(1–ro/r).100=(1–2/2.5).100=20%.
16. Визначити коефіцієнт насичення пор цегли розмірами 250´120´65 мм з дійсною густиною r=2,6 г/см3 і масою в сухому стані m=3,5 кг, якщо після витримування у воді маса цегли стала рівною mв=4 кг.
Коефіцієнт насичення kн рівний відношенню водопоглинання по об’єму до пористості матеріалу.
Водопоглинання цегли по масі:
.Об’єм цегли vц=25´12´0,65=1950 см3.
Середня густина цегли rо=m/vк=3500/1950=1,8 г/см3, або 1800 кг/м3.
Водопоглинання цегли по об’єму wo= wm×rо=14,3×1,8=25,7%/
Загальна пористість цегли П=(1–ro/r).100=(1–1,8/2,6).100=30,8%.
Коефіцієнт насичення kн=wo/П=25,7/30,8=0,83.
17. Керамічна каналізаційна труба зовнішнім діаметром Dз=460 мм, внутрішнім діаметром Dв=400 мм і довжиною l=800 мм знаходиться на випробуванні під гідравлічним тиском Р=0,3 МПа. За добу крізь стінки труби просочилось vв=37 см3 води. Розрахувати коефіцієнт фільтрації керамічної труби.
Площа внутрішньої поверхні труби S=p×Dв×l =3,14×40×80= =10000 см3.
Товщина труби:
або d=3 см.Коефіцієнт фільтрації
,або 1,54×10–5 м/год.
Примітка: При розрахунках коефіцієнта фільтрації гідравлічний тиск Р виражається в метрах водяного стовпчика (Р=0,3 МПа=30 м вод. ст.).
18. У повітряно–сухому стані межа міцності вапняку Rс=9,5 МПа, а коефіцієнт його розм'якшення kp=0,65. Визначити міцність вапняку в насиченому водою стані.