Министерство образования и науки РФ
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
О.А. Чернушкин, А.М. Усачев, С.В. Черкасов
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
(контрольные задачи и методические указания по их решению)
Учебное пособие
Рекомендовано редакционно-издательским советом Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
в качестве учебного пособия для студентов заочной формы обучения специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».
Воронеж 2011
1
УДК 620.22, 691.1 (07)
ББК 38.3
Ч-495
Чернушкин, О.А.
Материаловедение. Технология конструкционных
Ч-495 материалов (контрольные задачи и методические указания по их решению): учеб. пособие / О.А. Чернушкин, А.М. Усачев, С.В. Черкасов; Воронеж. гос. арх.-строит.
ун-т. – Воронеж, 2011. – 136 с.
Содержит задачи по материаловедению и технологии конструкционных материалов, а также методические указания по их решению.
Предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».
Ил. 2. Табл. 10. Библиогр.: 7 назв.
УДК 620.22, 691.1 (07)
ББК 38.3
Рецензенты: кафедра технологии вяжущих веществ, бетонов и керамики Пензенского государственного университета архитектуры и строительства; кафедра строительного материаловедения и технологии
Братского государственного университета; В.В. Кулаков, директор ООО «ЮгоВостокСтройМеханизация»
ISBN 978-5-89040-348-3 |
© Чернушкин О.А, Усачев А.М., |
|
Черкасов С.В., 2011 |
|
© Воронежский государственный |
|
архитектурно-строительный |
|
университет, 2011 |
2
Учебное пособие «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» (контрольные задачи и методические указания по их решению) разработано в соответствии с рабочими программами дисциплин «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов» для студентов-заочников, обучающихся по специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы».
Однако пособие может быть использовано студентами других специальностей (профилей), обучающихся по направлению 270100 (270800) «Строительство», изучающих дисциплины «Материаловедение», «Технология конструкционных материалов», «Строительные материалы и изделия» как по дневной, так и по заочной формам обучения.
Как показывает опыт преподавания данных дисциплин, наибольший эффект при их самостоятельном изучении достигается путем решения конкретных примеров и задач производственной направленности. Тем более, что учебным планом каждой из этих дисциплин предусматривается выполнение студентамизаочниками нескольких контрольных домашних заданий, включающих решение задач.
В настоящем пособии приведены примеры и задачи по двенадцати основным разделам курсов дисциплин «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов». С целью оказания помощи в решении задач и углубления практической подготовки студентов в пособии приведены методические указания по решению задач и необходимые приложения. Дополнительный материал для выполнения контрольных работ студент-заочник может получить из библиографического списка рекомендуемой литературы.
При составлении учебного пособия учтен многолетний опыт работы кафедры материаловедения и технологии строительных материалов Воронежского государственного архитектурно-строительного университета на заочном факультете.
3
РАЗДЕЛ 1
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.При засыпке 50 г порошка гранита в объемомер Ле Шателье уровень жидкости поднялся до отметки 18 мл. Определить истинную плотность (ρ) гра-
нита и его общую пористость (Побщ), если средняя плотность гранита (ρm)
2720 кг/м3.
2.При определении истинной плотности цемента пикнометрическим методом масса пикнометра с навеской составила 42,8 г, масса пустого пикнометра
–32,35 г, масса пикнометра с керосином – 72,28 г, а масса пикнометра с навес-
кой материала и керосином – 80,02 г. Определите истинную плотность (ρ) цемента, приняв плотность керосина ρкер = 0,798 г/см3.
3.Образец пористого камня неправильной формы имел массу на воздухе
в сухом состоянии (mс) 120 г. После покрытия поверхности образца парафином его масса в воде (mс+пв) составила 48 г. На парафинирование образца израсходовано (mп) 1,2 г парафина плотностью ρп = 0,93 г/см3.
Определить среднюю плотность камня.
4.Масса сухого образца из ракушечника (mс) равна 500 г. После насыщения водой масса образца (mн) составила 640 г. Найти общую пористость, водопоглощение по массе и объему ракушечника, если истинная плотность его ρ = 2,5 г/см3, а объём (V) образца составляет 450 см3.
5.Цилиндрический образец горной породы диаметром (d) 5 см и высотой
(h) 5 см имел массу в сухом состоянии (mc) 225 г. После насыщения водой его масса (mн) составила 245 г. Определить среднюю плотность горной породы и её водопоглощение по массе и объему.
6.Масса образца каменного материала в сухом состоянии (mс) составляет 695 г, а после насыщения его водой (mн) – 715 г. Определить среднюю плотность и общую пористость камня, если известно, что его истинная плотность (ρ) составляет 2,67 г/см3, а объемное водопоглощение (ВV) – 4,28 %.
7.Определить закрытую пористость бетонного образца-куба с ребром
а = 7 см и массой в сухом состоянии ( mс) 750 г, если при полном насыщении водой он увеличил свою массу на 45 г. Истинная плотность (ρ) материала составляет 2,6 г/см3.
8.Каменный материал в естественном состоянии имел массу (mв) 375 г.
4
При сушке он потерял 6,5 % своей массы, а при посл едующем водонасыщении его масса (mн) увеличилась на 40 г. Найти абсолютную влажность и водопоглощение материала по массе.
9.Масса образца камня в сухом состоянии (mс) равна 160 г. После насыщения его водой (mн) она стала 170 г. Определить водопоглощение по массе и среднюю плотность камня, если водопоглощение по объему (ВV) этой горной породы составляет 12,5 %.
10.Абсолютная влажность (Wабс) образца из природного камня равна 4 %. Определить его массу в естественном состоянии mв, если после водонасыщения его масса (mН) составила 225 г, а водопоглощение камня по массе (Вm) – 12,5 %.
11.Масса образца горной породы в водонасыщенном состоянии (mн) составляет 230 г. Определить его массу в естественном состоянии (mв), среднюю
плотность (ρm) и теплопроводность (λ), если водопоглощение по массе (Вm), объему (ВV) и абсолютная влажность (Wабс) составляют 15, 24 и 5 % соответственно.
12. Вычислить толщину стен жилых зданий (δ) из газосиликатных блоков
и керамического полнотелого кирпича, если общее термическое сопротивление стены R0 = 1,4 м2·0С/Вт.
Коэффициент теплопроводности для кладки из керамического кирпича (λкер. кир) составляет 0,65 Вт/м·0С, а для газосиликатной кладки (λгаз) – 0,22 Вт/м·0С.
13.Каменный материал в виде образца кубической формы с ребром (а)
5 см в воздушно-сухом состоянии имеет массу (mс) 90 г.
Вычислить ориентировочный коэффициент теплопроводности и определить, можно ли использовать данный материал в ограждающих конструкциях жилых зданий.
14.В качестве ограждающих конструкций жилых зданий используются трехслойные железобетонные панели с внутренним теплоизоляционным слоем из полужестких минераловатных плит и внешним слоем из тяжелого бетона. Суммарная толщина слоев из тяжелого бетона составляет 10 см.
Определить толщину теплоизоляционного слоя для термического сопротивления ограждающей конструкции R0 = 1,75 м2·0С/Вт.
Коэффициент теплопроводности для тяжелого бетона и минеральных плит составляет соответственно 2,04 и 0,09 Вт/м·0С.
15.Вычислить толщину стен из керамического и силикатного полнотело-
го и пустотелого кирпича для условий ЦЧР, если общее термическое сопротивление стен R0 = 2,89 м2·0С/Вт.
5