Материал: Материаловедение. Технология конструкционных материалов (контрольные задачи и методические указания по их решению). Чернушкин О.А., Усачев А.М
61.Какое количество гипса и воды требуется для получения пластичного гипсового теста для формования 10 м3 (V) внутренних плит перегородок. Водо-
гипсовое отношение (В/Г) принять равным 0,7. Истинная плотность гипса (ρг) 2,6 г/см3. При решении учесть, что при твердении гипсового теста происходит увеличение его объема на 1 %.
62.Какое количество комовой негашеной извести и какого сорта можно
получить при обжиге 5 т известняка ( CaCO3) влажностью 6 %, содержащего 5 % песка и 6 % глинистых примесей (Al2O3∙2SiO2∙2H2O)?
63.Сколько известкового теста Са(ОН)2 с абсолютной влажностью 50 % можно получить из 12 т комовой негашеной извести активностью 75 %?
64. Сколько содержится в 5 м3 известкового теста гидроокиси кальция Са(ОН)2 и воды, если средняя плотность известкового теста ρит = 1350 кг/м3? Истинную плотность (ρ) гидроокиси кальция принять равной 1850 кг/м3, плотность воды (ρв) – 1 кг/л.
65. Сколько потребуется песка и извести для изготовления 1000 шт. утолщенных силикатных кирпичей, если средняя плотность (ρm) силикатного кирпича составляет 1780 кг/м3, а его влажность (W) – 6 %? Содержание СаО в сухой смеси составляет 8 % по массе. Активность извести (А), используемой для изготовления силикатного кирпича, равна 87 %.
66. Определить марку лицевого силикатного кирпича по морозостойкости, если в результате его испытаний были получены следующие данные
(табл. 2).
Таблица 2
Результаты испытаний силикатного кирпича
Число циклов |
Предел прочности при |
Признаки видимых |
|
замораживания- |
|||
сжатии, R, МПа |
повреждений |
||
оттаивания |
|||
|
|
||
15 |
21 |
нет |
|
25 |
20 |
нет |
|
35 |
18 |
нет |
|
50 |
16 |
есть |
|
100 |
14 |
есть |
Предел прочности при сжатии (Rк) контрольной партии кирпича составил
21,5 МПа.
67. При определении марки портландцемента образцы-балочки размером 4×4×16 см, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 310.4-81, бы-
31
ли испытаны на изгиб, а половинки балочек – на сжатие. При испытании на изгиб максимальная разрушающая нагрузка составила: 6,2; 5,5 и 5,8 кН. При испытании на сжатие максимальная разрушающая нагрузка составила: 122,5; 130,6; 122,8; 118,3; 110,3 и 101,7 кН. Определить, какой марке соответствует данный портландцемент.
68. Определить марку глиноземистого цемента, если при испытании на сжатие образцов-кубов размером 7,07×7,07×7,07 см через 3 суток максимальная разрушающая нагрузка Pmax составила 24000, 23350 и 24500 кгс.
69. Через 28 суток нормального твердения образцы-балочки размером 4×4×16 см, изготовленные из портландцемента, гидрофобного портландцемента, сульфатостойкого портландцемента, шлакопортландцемента и сульфатостойкого пуццоланового цементов имели средние значения пределов прочности (табл. 3).
|
|
Таблица 3 |
|
Результаты пределов прочности различных цементов |
|||
|
|
|
|
Вид цемента |
Предел прочности, МПа |
||
при изгибе |
при сжатии |
|
|
|
|
||
портландцемент |
6,8 |
43,0 |
|
гидрофобный портландцемент |
5,3 |
37,0 |
|
сульфатостойкий портландцемент |
5,3 |
31,5 |
|
шлакопортландцемент |
3,2 |
18,9 |
|
сульфатостойкий пуццолановый цемент |
3,6 |
23,0 |
|
Определите марки данных цементов, пользуясь прил. 11.
70. Определить и сравнить пористость цементного камня из портландцемента и шлакопортландцемента, если количество воды затворения составило соответственно 30 и 36 %, а химически связанной воды после затворения це-
ментов осталось 22 и 16 %. Истинная плотность портландцемента (ρпц) составляет 3100 кг/м3, а шлакопортландцемента (ρшпц) – 2900 кг/м3. Какой из этих цементов нельзя использовать в верхнем слое дорожного полотна и почему?
71.Для укрепления грунта под дорожное покрытие необходимо использовать портландцемент активностью 20 МПа. Какое количество инертной добавки (молотого песка) необходимо ввести в имеющийся портландцемент активностью 48 МПа, чтобы понизить его активность до требуемой величины
20 МПа?
72.Рассчитать активность смешанного цемента, составленного из 80 %
портландцемента активностью (Rц) 45 МПа и 20 % молотого известняка, являющегося добавкой-микронаполнителем.
32
73. На предприятие поступил гипс марки Г-7 А II и портландцемент ПЦ-500 Д5. Охарактеризовать свойства гипса и портландцемента, заключенные в описании их марки.
Методические указания к решению задач по разделу 5
58. Реакция получения строительного гипса из гипсового камня
CaSO4∙2H2O → CaSO4∙0,5H2O + 1,5H2O.
Находим молекулярную массу гипсового камня (Мгк) CaSO4∙2H2O, пользуясь прил. 2:
Ca – 40; S – 32; О – 4∙16; 2H2O – 2(2∙1 +16).
Находим молекулярную массу строительного гипса (Мсг) CaSO4∙0,5H2O: Ca – 40; S – 32; О – 4∙16; 0,5H2O – 0,5(2∙1 +16).
Количество связанной воды в гипсовом камне (Вгк) определяют по фор-
муле
Вгк=2(2Мгк1+16) 100, %.
Количество связанной воды в строительном гипсе (Всг):
Всг=0,5(2 1+16) 100, %.
Мсг
Количество сухого гипсового камня Мгксух = 25(1 – 0,03), т. Количество строительного гипса определяется из пропорции
Мгк CaSO4∙2H2O → |
Мсг CaSO4∙0,5H2O |
Мгксух, т → |
х,т |
х= Мгксух Мсг, т. Мгк
59. Гипсовый камень получают из ангидрита согласно реакции
CaSO4 + 2H2O → CaSO4∙2H2O.
Находим молекулярную массу ангидрита (Манг) CaSO4, пользуясь прил. 2:
Ca – 40; S – 32; О – 4∙16.
Находим молекулярную массу гипсового камня (Мгк) CaSO4∙2H2O: Ca – 40; S – 32; О – 4∙16; 2H2O – 2(2∙1 +16).
Из пропорции находим количество гипсового камня, полученного из 12 т ангидритового вяжущего:
Манг CaSO4 → Мгк CaSO4∙2H2O
12, т → х, т
33
х=12МангМгк, т.
Сучетом 6,5 % абсолютной влажности будет получено искусственного
гипсового камня Мгксух = х∙1,065, т.
60. Определяется предел прочности при изгибе по формуле Rизг =23 Pbmaxh2 l , кгс/см2,
где l – расстояние между опорами, l = 10 см;
b – ширина стандартного образца-балочки, b = 4 см; h – высота стандартного образца-балочки, h = 4 см.
Рассчитывается среднее значение предела прочности при изгибе Rизг.
Определяется предел прочности при сжатии по формуле Rсж = PmaxS , кгс/см2,
где S – площадь металлической пластины, S = 25 см2.
Рассчитывается среднее значение предела прочности при сжатии Rсж.
По прил. 9 устанавливается, что гипс имеет марку Г-4, среднего помола II, нормально твердеющий Б (Г-4 II Б).
61. Рассчитывается требуемое количество гипсового теста для формования плит перегородок объемом V с учетом увеличения объема на 1 %:
Vг =1,V01, м3.
Определяется абсолютный объем гипсового теста, полученного из 1 т гипса:
Vгабс = ρ1г +В/ Г, м3.
Масса гипса, необходимая для получения требуемого количества теста, составит
Г = |
Vг |
, т. |
Vгабс |
Расход воды для получения теста составит
В = Г·В/Г, т, (м3).
34
62. Реакция получения извести из известняка: СаСО3 → СаО + СО2.
Находим молекулярную массу известняка (Мизв) CaСO3, пользуясь прил. 2:
Ca – 40; С – 12; О – 3∙16.
Находим молекулярную массу извести (М) CaO: Ca – 40; О – 16.
Количество сухого известняка, полученного из 5 т:
mсух = 5(1 – 0,06), т.
Количество известняка без примесей песка и глины:
m = mсух – [(mсух ·0,05)+ (mсух ·0,06)], т.
Из пропорции находим количество чистой строительной извести:
Мизв CaСO3 → М CaО m, т → х, т
х= Мизвm М , т.
Песок останется после обжига в извести. Определяем количество песка П в извести:
П = mсух ·0,05, т.
Определяется количество глины Г в извести:
Г = mсух ·0,08, т.
Каолинит (Al2O3∙2SiO2∙2H2O), содержащийся в глине, потеряет воду и перейдет в метакаолинит Al2O3∙2SiO2 и останется в извести. По прил. 2 определяются молекулярные массы каолинита (Мк) и воды (Мв) 2H2O.
С учетом обезвоживания каолинита количество метакаолинита в извести составит
Г1 = Г(1− МкМв), т.
Общее количество извести с примесями песка и метакаолинита составит
И = (х + П + Г1), т.
Активность А (процентное содержание в извести СаО + MgO) полученной извести определяем по формуле
А= Их 100, %.
Сорт извести устанавливается по величине активности согласно прил. 10.
63. Реакция получения известкового теста – Са(ОН)2
СаО + H2O → Са(ОН)2 + Q.
Находим молекулярную массу извести (Ми) CaO, пользуясь прил. 2:
Ca – 40; О – 16.
Находим молекулярную массу известкового теста (Ми.т.) Са(ОН)2:
35