Материал: Материаловедение. Технология конструкционных материалов (контрольные задачи и методические указания по их решению). Чернушкин О.А., Усачев А.М

РАЗДЕЛ 4

КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

49. Определить и сравнить, какое количество глины необходимо для по-

лучения 1000 шт. одинарного полнотелого кирпича со средней плотностью (ρmполн) 1700 кг/м3 и 1000 шт. одинарного пустотелого кирпича со средней плотностью (ρmпуст) 1350 кг/м3. Средняя плотность глины 1750 кг/м3, карьерная

влажность глины 10 %, а потери при прокаливании (п.п.п.) составляют 8 % от массы сухой глины.

Какое дополнительное количество пустотелого кирпича можно получить при этом по сравнению с полнотелым?

50. Какое количество по массе одинарного полнотелого кирпича можно получить из 24 т глины? Карьерная влажность глины равна 11 %, потери при прокаливании (п.п.п.) составляют 7 % от массы сухой глины. Общее количество брака после обжига принять равным 3 %.

51. Требуется получить 2000 шт. одинарного пористого керамического

кирпича со средней плотностью (ρmпор) 1200 кг/м3. Средняя плотность одинар-

ного полнотелого керамического кирпича (ρmполн), полученного из этой глины, составляет 1750 кг/м3. Рассчитать количество древесных опилок по массе, необходимое для получения 2000 шт. пористого кирпича, если насыпная плотность опилок (ρноп) составляет 300 кг/м3.

52. Сколько требуется глины на изготовление 10000 шт. керамических плиток для полов размером 15×15×1 ,3 см? Пористость плиток – 2,5 %, плот-

ность керамического черепка (ρкер.ч.) – 2,6 г/см3, а потери при сушке и обжиге составляют 15 % от массы сухой глины.

53.Определить предел прочности при изгибе (Rизг) и водопоглощение по массе (Bm) глиняной плоской ленточной черепицы размером 365×155 мм, то л- щиной 12 мм. Разрушающая нагрузка при испытании на изгиб (Pmax) составила 70 кгс, расстояние между опорами (l) принять 30 см. Масса сухой черепицы (mc) 1,25 кг, после водонасыщения (mн) – 1,32 кг.

54.Определить величину воздушной, огневой и общей усадки глины

(Увозд, Уогн и Уобщ), применяемой для производства лицевых камней, если расстояние между усадочными метками (l0) на свежеотформованном образце со-

ставило 5 см, после сушки (l1) – 4,53 см, а после обжига (l2) – 4,5 см (среднее из трех образцов).

26

55. Определить насыпную плотность (ρн) и межзерновую пустотность (Пм.з) керамзитового гравия, используемого в качестве заполнителя для легкого бетона, если пустая емкость объемом 1 дм3 имеет массу 210 г, а заполненная керамзитовым гравием – 723 г. Среднюю плотность (ρm) зерен керамзитового гравия принять равной = 810 кг/м3.

56. Керамический кирпич имеет условное обозначение:

Кирпич КОРПо (КОЛПо) 1НФ/100/2,0/50/ГОСТ 530-2007.

Расшифровать условное обозначение кирпича и определить его технические показатели, используя ГОСТ 530-2007 (прил. 8).

57. При стандартном испытании рядового утолщенного пустотелого керамического кирпича на изгиб и сжатие получены следующие результаты: средний предел прочности при сжатии для пяти образцов – 22,5 МПа, а минимальный для одного образца – 17,2 МПа; среднее значение предела прочности при изгибе для пяти образцов – 2,2 МПа, а минимальное для одного образца –

1,0 МПа.

Используя ГОСТ 530-2007 (прил. 5 и 8), определить марку керамического кирпича и записать условное обозначение такого кирпича, если средняя плотность кирпича 1380 кг/м3, а его морозостойкость 25 циклов попеременного замораживания и оттаивания.

Методические указания к решению задач по разделу 4

49. Одинарный кирпич имеет размеры 250×120×65 мм. Объем 1000 шт. кирпичей составит

V = 1000×(Vкир) = 1000×(0,25×0,12×0,065), м3.

Масса 1000 шт. полнотелых кирпичей

mполн =V ρmполн, кг.

Масса 1000 шт. пустотелых кирпичей

mпуст =V ρmпуст, кг.

Количество глины на получение полнотелых кирпичей с учетом потерь при прокаливании и карьерной влажности составит

Глполн =mполн 1,08 1.10,кг.

То же для получения пустотелых кирпичей:

Глпуст =mпуст 1,08 1.10,кг.

На получение полнотелых кирпичей будет затрачено глины больше на

величину ∆Гл = Глполн - Глпуст, кг.

Дополнительное количество пустотелого кирпича рассчитываем по формуле

27

nпуст =V ρ∆Глпуст , шт. m

50. Из 24 т глины без учета производственного брака можно получить кирпича

nкир =24 (1−0,11)(1−0,07),т,

так как в процессе сушки и обжига глина теряет карьерную влагу и уменьшает свою массу на величину п.п.п.

С учетом 3 % производственного брака количество кирпичей составит nкирбр =nкир(1−0,03),т.

51.Масса 2000 шт. одинарного пористого кирпича составит

Мпор =2000 (0,25×0,12×0,065) ρmпор, кг.

Масса 2000 шт. одинарного полнотелого кирпича составит

Мполн =2000 (0,25×0,12×0,065) ρmполн, кг.

На получение пористого кирпича уйдет глины меньше на величину

∆Гл = Мполн – Мпор, кг,

что достигается за счет выгорания опилок. Объем опилок соответствует

Vоп = ρ∆Глполн , м3. m

Масса опилок будет составлять mоп =Vоп ρноп, кг.

52. Объем 10000 шт. керамических плиток составляет

V =10000 (0,015×0,015×0,0013), м3.

Объем керамического черепка для этого количества плиток с учетом пористости составляет

Vкер.ч. =V (1−0,025), м3.

Масса керамического черепка

mкер.ч. =Vкер.ч. ρкер.ч., кг.

Для получения 10000 шт. плиток для полов необходимо глины

Гл = mкер.ч.×1,15, кг.

28

53. Величина предела прочности при изгибе для черепицы определяется по формуле

Rизг =32 Pbmaxh2 l , кгс/см2,

где l – расстояние между опорами, l = 30 см; b – ширина черепицы, b = 15,5 см;

h – высота черепицы, h = 1,2 см.

Величина водопоглощения по массе определяется по формуле

Вm =(mнm−mc ) 100, %.

с

54. Значения воздушной, огневой и общей усадок находятся по формулам

Увозд =l0l−l1 100, %,

0

Уогн =l1 l−l2 100, %,

1

Уполн =l0l−l2 100, %.

0

55. Насыпную плотность керамзитового гравия вычисляют по формуле

ρн =(m1V−m2 ),

где m1 – масса емкости с гравием, г (кг); m2 – масса пустой емкости, г (кг);

V – объем емкости, см3 (л). 1 дм3 = 1 л = 1000 см3.

Величину межзерновой пустотности определяют по формуле

Пм.з. = (1− ρн ) 100, %.

ρm

56.Условное обозначение керамических изделий (кирпича) состоит: из названия вида изделия, обозначения вида изделия; букв Р – для рядовых, Л – для лицевых изделий; из обозначений: По – для полнотелого кирпича, Пу – для пустотелого кирпича; из обозначения размера; марок по прочности; класса средней плотности; марок по морозостойкости; из обозначения стандарта.

29

Пользуясь ГОСТ 530-2007 (прил. 8), расшифровываем условное обозначение Кирпич КОРПо (КОЛПо) 1НФ/100/2,0/50/ГОСТ 530-2007:

-кирпич одинарный (нормального формата) - КО;

-рядовой (лицевой) – Р (Л);

-полнотелый - По;

-размера 1НФ;

-марки по прочности М100 – 100;

-класса средней плотности 2,0 – 2,0;

-марки по морозостойкости F50 – 50;

-стандарт - ГОСТ 530-2007.

57. Марка кирпича согласно требованиям ГОСТ 530-2007 устанавливается по средней величине прочности при сжатии и изгибе с учетом их минимальных значений.

Согласно ГОСТ 530-2007 марка кирпича – М175.

С учетом всех технических показателей условное обозначение такого кирпича следующее:

Кирпич КУРПу 1,4НФ/175/1,4/25/ГОСТ 530-2007.

РАЗДЕЛ 5

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

58.Определить, сколько получится строительного гипса (CaSO4∙0,5H2O) из 25 т ги псового камня (CaSO4∙2H2O), имеющего влажность 3 %. Вычислить количество связанной воды в гипсовом камне и строительном гипсе.

59.Определить, какое количество искусственного гипсового камня

(CaSO4∙2H2O) с абсолютной влажностью 6,5 % получится из 12 т ангидритового вяжущего (CaSO4).

60.При испытании строительного гипса было установлено следующее: остаток на сите № 02 – 10 %; начало схватывания гипсового теста – через 8 мин после затворения водой, конец – через 25 мин; разрушающая нагрузка при испытании 3-х стандартных образцов-балочек на изгиб через 2 ч после изготовления 95, 98 и 101 кгс, а разрушающая нагрузка при сжатии 6-ти половинок балочек – 1260, 1200, 1220, 1280, 1210 и 1240 кгс. Приведите условное обозначение такого гипса, пользуясь прил. 9.

30