Задачи методические указания к практическим занятиям по дисциплине «Строительное материаловедение» (стр. 5 из 6)

быстрогасящуюся – не более 8 мин;

среднегасящуюся – не более 25 мин;

медленногасящуюся – не менее 25 мин.

6.3. Степень дисперсности порошкообразной воздушной и гидратной извести должна быть такой, чтобы при просеивании пробы извести, через сито 02 и 008 проходило соответственно не менее 98,5 и 85% массы просеиваемой пробы (ГОСТ 9179-77).

ПРИЛОЖЕНИЕ 7

Технические свойства цементов

Обозначение цемента	Гарантированная марка	Предел прочности , МПа (кгс/см2)
		при изгибе в возрасте, сут.	при сжатии в возрасте, сут.
		3 28	3 28
ПЦ-ДО, ПЦ-Д5 ПЦ-Д20, ШПЦ	300 400 500 550 600	- 4,4 (45) - 5,4 (55) - 5,9 (60) - 6,1 (62) - 6,4 (65)	- 29,4 (300) - 39,2 (400) - 49,0 (500) - 53,9 (550) - 58,8 (600)
ПЦ-Д20-Б	400 500	3,9 (40) 5,4 (55) 4,4 (45) 5,9 (60)	24,5 (250) 39,2 (400) 27,5 (280) 49,0 (500)
ШПЦ-Б	400	3,4 (35) 5,4 (55)	19,6 (200) 39,2 (400)

Решение основных типов задач.

Задача 1

Определить среднюю плотность и пористость камня, если водопоглощение его по объему составляет 21%, водопоглощение по массе – 15%, истинная плотность 2400 кг/м³.

Решение:

1. Используя стандартные формулы определения водопоглощения по объему и массе, выполним следующие преобразования:

(1); (2),

Разделив первое выражение на второе получим W₀ ρ _в=W_mρ _m,, поскольку т_с/V₀= ρ _m,

Далее, определяем среднюю плотность камня:

кг/м³,

ρ _m - средняя плотность камня;

ρ _{в -} средняя плотность воды;

W₀- водопоглощение по объему;

W_m- водопоглощение по массе.

1. Определим пористость камня по формуле:

.

Задача 2

Определить коэффициент теплопроводности материала, имеющего среднюю плотность 1200 кг/м³ .

Решение:

Ориентировочно коэффициент теплопроводности - λ определяется по формуле В.П. Некрасова:

λ = 1,16

Вт/м ⁰С,

d- относительная плотность материала, d= ρ _m/ ρ _в ;

ρ _m - средняя плотность материала;

ρ _{в -} средняя плотность воды, равная 1000 кг/м³.

Подставим в формулу исходные данные и получим:

d = 1200/1000 = 1,2;

λ = 1,16

Вт/м ⁰С.

Задача 3

При стандартном испытании кирпича керамического на изгиб оказалось, что его предел прочности равен 4,2 МПа. Определить какое показание манометра пресса соответствовало этому напряжению, если площадь поршня пресса равен 50 см²

Решение:

Из формулы для расчета предела прочности при изгибе определяем значение показания манометра пресса:

= ; = МПа,

А – показание манометра пресса, МПа;

l – расстояние между опорами, см, l =20 см при стандартном испытании кирпича;

b, h – стандартные размеры ширины и толщины кирпича, см;

R – предел прочности при изгибе, МПа;

S – площадь поршня пресса, см².

Задача 4

Определить какое количество глины по массе и по объему необходимо для получения 1000 шт. керамического кирпича со средней плотностью 1750 кг/м³ . Влажность глины 14 %, ее средняя плотность 1600 кг/м^3, а потери при обжиге составляют 8 % от массы сухой глины.

Решение:

1. Определяем массу 1000 шт кирпича:

М_к = ρ _m V_к1000=1750(0,25 х 0,12 х 0,065)1000 = 3412,5 кг,

ρ _m - средняя плотность кирпича, кг/м³;

V_к – объем кирпича, м³.

1. Учитывая потери при обжиге, вычислим массу сухой глины:

М_сг = 3412,5(1+ 0,08) = 3685,5 кг.

1. Определяем массу сырой глины с влажностью 14 %:

М = 3685,5(1+ 0,14) = 4201,5 кг.

1. Определим объем сырой глины:

V =

= = 2,63 м³.

Задача 5

Определить расход составляющих материалов на 1 м³ тяжелого бетона со средней плотностью 2300 кг/м³ при В/Ц = 0,52 и номинальном составе по массе 1:2:4, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 4 %, а щебня 3 %.

Решение:

Масса 1 м³ плотной бетонной смеси равна сумме масс всех составляющих и численно равна средней плотности бетона. Если расход цемента принять за 1 часть, расход песка за 2 части, а щебня за 4 части, то сумма частей составит:

1 + 2 + 4 + 0,52 = 7,52.

Масса одной части или расход цемента составит:

кг.

Зная номинальный состав бетона по массе, определим массу песка, щебня и воды на 1 м³ бетонной смеси:

П = 2 х 305,8 = 611,7 кг;

Щ = 4 х 305,8 = 1223,4 кг;

В = 0,52 х 305,8 = 159 л.

Требуемый состав бетонной смеси следующий:

Цемент – 305,8 кг

Песок – 611,6 кг

Щебень – 1223,2 кг

Вода – 159 л

На 1 м³ – 2300 кг

При использовании влажного песка и щебня для сохранения заданного В/Ц и расчетного количества песка необходимо дополнительно учесть воду, вводимую в смесь с песком и щебнем.

В 1 м³ бетонной смеси с песком поступит воды:

611,6 х 0,04 = 24,5 л;

с щебнем: 611,6 х 0,03 = 18,3 л,

т.е. больше расчетного на 18,3 + 24,5 = 42,8 л.

В то же время в 1 м³ бетонной смеси будет недоставать песка 24,5 кг и щебня 18,3 кг. Поэтому для получения бетона с заданными параметрами необходимо уменьшить расчетное количество воды на 42,8 л, а массу песка и щебня соответственно увеличить. Тогда рабочий состав бетонной смеси будет следующим:

Цемент – 305,8 кг

Песок – 611,6 + 24,5 =636,1кг

Щебень – 1223,2 + 18,3 = 1241,5 кг

Вода – 159 – 42,8 = 116,2 л

На 1 м³ – 2300 кг

Задача 6

Сколько можно получить извести-кипелки из 5 т известняка, содержащего в виде примеси 2% песка.

Решение:

Количество чистого известняка (без примесей) равно 5000х0,98=4900 кг; количество примесей 5000-4900=100 кг.

Образование извести происходит по реакции

CaCO₃=CaO+CO₂.

Молекулярный вес CaCO₃=100; CaO=56.

Следовательно, можно составить пропорцию:

100 – 56

4900 – х х =

= 2740 кг

Так как примеси войдут в общий вес продукта, то количество полученной извести-кипелки (с примесями) будет

2740 кг + 100 кг = 2840 кг.

Задача 7

Для производства извести употребляется известняк, содержащий 3% песка, 2% глинистых веществ, 3% влаги.

Решение:

Общее содержание примесей составляет 3+2+3=8%; следовательно, чистого известняка будет 100-8=92%. Расчет ведем на 80 кг примесей и 920 кг CaCO₃.

Из уравнения задачи 7 следует:

100 – 56

920 – х Х =

= 515 кг

Из примесей, остающихся в извести, учитываем только песок и глинистые вещества, так как влага испарится. Таким образом, состав полученного продукта будет: CaO – 515 кг; примеси – 50 кг; итого 565 кг. Содержание CaO в смеси:

565 – 100%

500 – Х₁ Х₁ = 89%.

Согласно ГОСТ 9179 59 известь относится по содержанию активной CaO к I сорту (более 85%). Химически связанная вода в глинистых примесях не учитывалась.

Задача 8

На титрирование 1,1 г извести-кипелки израсходовано 35,3 мл 1н HCl. К какому сорту относится известь по содержанию активных CaO+MgO?

Решение:

Расчет ведется по формуле:

% (CaO + MgO) =

,

где: n – количество мл 1н HCl, пошедших на титрирование навески извести;

g – навеска извести в г,

% (CaO + MgO) =

= 90%

Согласно ГОСТ 9179-59 известь по содержанию активных CaO+MgO относится к I сорту.

Задача 9

Нормальная густота гипсового теста равна 59%. Сколько необходимо взять гипса и воды для получения 10 кг гипсового теста нормальной густоты.

Решение:

Если обозначить через «Х» необходимое количество гипса, то количество воды составит 0,59 х. В сумме должно быть 10 кг, т.е. х+0,59 х = 10

х = 10/1,59 = 6,3 кг