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

Ca – 40; (ОН)2 – 2(16 + 1).

Количество примесей, содержащихся в 12 т комовой негашеной извести:

Пр = 12(1 – 0,75), т.

Количество чистой активной извести:

И = 12·0,75, т.

Из пропорции находим количество известкового теста:

Ми CaО → Ми.т. Са(ОН)2 И, т → х, т

х= И МиМи.т., т.

Так как в известковом тесте останутся примеси Пр, то с их учетом общее количество mи.т. Са(ОН)2 составит (х + Пр), т.

Так как известковое тесто содержит 50 % воды, то с учетом этого получа-

ем mи.т.в = (х + Пр)·2 = mи.т.×2, т.

64. 1 м3 известкового теста плотностью ρит = 1350 кг/м3 состоит из х весовых частей воды (Н2О) и (1350-х) окиси кальция (Са(ОН)2).

1 м3 (1000 л) известкового теста равен сумме абсолютных объемов воды х (м3) и гидроокиси кальция (1350-х) (м3), то есть

где ρв – плотность воды, кг/м3 (1 кг/л = 1000 кг/м3); ρ – истинная плотность гидроокиси кальция, кг/м3.

Если содержание воды в 1 м3 составляет х, то в 5 м3 – 5∙х.

Содержание гидроокиси кальция в 1 м3 составляет (1350-х), в 5 м3 –

5(1350-х).

65. Определяем массу 1000 шт. утолщенных силикатных кирпичей: m =1000 Vкир ρm, кг,

где Vкир – объем силикатного кирпича, 0,25×0,12×0,088, м3. Масса сухих кирпичей составит

Вычисляется содержание чистой СаО в сухой смеси:

Определяется расход извести с учетом ее активности по формуле

mСаОI = Am/СаО100, кг.

36

Непогасившиеся зерна, содержащиеся в извести, выполняют роль песка. Количество непогасившихся зерен в извести будет составлять

mн.з =mСаОI −mCaO, кг.

Реакция гашения извести:

СаО + H2O → Са(ОН)2 + Q.

Находим молекулярную массу извести CaO (Ми), пользуясь прил. 2:

CaО – 56.

Молекулярная масса Са(ОН)2 (Ми.т.) – 74; воды Н2О (Мв) – 18.

Расход воды на гашение извести определяем в соответствии с отношением молекулярных масс Н2О и СаО:

В=mСаО МиМв, л.

Расход песка составит

66. За марку силикатного кирпича по морозостойкости принимают число циклов попеременного замораживания и оттаивания, при которых в изделиях отсутствуют признаки видимых повреждений (шелушение, расслоение, выкрашивание и др.), а снижение прочности при сжатии не превышает 25 % для рядовых и 20 % для лицевых изделий.

Потерю прочности ∆R изделий при сжатии в процентах вычисляют по формуле

∆R = RкR−R 100,%,

где Rк – среднее арифметическое пределов прочности при сжатии контрольных образцов, МПа;

R – среднее арифметическое пределов прочности при сжатии образцов после требуемого числа циклов замораживания-оттаивания, МПа.

Рассчитывая потерю прочности через 15, 25, 35, 50 и 100 циклов попеременного замораживания и оттаивания, определяем количество циклов, при которых снижение прочности превысит 20 %. За марку по морозостойкости принимается предыдущее количество циклов.

67. 1 кН = 102 кгс.

6,2 кН = 6,2×102 = 620 кгс. 122,5 кН = 122,5×102 = 12250 кгс.

Определяется среднее значение разрушающей нагрузки при изгибе (из трех результатов) и сжатии (из шести).

Вычисляется среднее значение предела прочности при изгибе по формуле

37

Rизг =32 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.

Определяется среднее значение предела прочности при сжатии: Rсж = PmaxS , кгс/см2,

где S – площадь металлической пластины, S = 25 см2.

Зная величины Rизг и Rсж , по прил. 11 устанавливают марку портландцемента.

68. Марка глиноземистого цемента устанавливается по величине предела прочности при сжатии (прил. 11), определяемого по формуле

Rсж = PmaxS , кгс/см2,

где Рmax – среднее значение разрушающей нагрузки, кгс;

S– площадь образцов-кубов, S = 7,07×7,07 см2.

69.Пользуясь прил. 11, устанавливаем марки данных цементов:

1.Портландцемент имеет марку М400;

2.Гидрофобный ПЦ – М300;

3.Сульфатостойкий ПЦ – М300;

4.Шлакопортландцемент не отвечает требованиям ГОСТов.

5.Сульфатостойкий пуццолановый ПЦ не отвечает требованиям ГОСТов.

70.Условно принимаем долю цемента в цементном тесте и затвердевшем цементном камне за 1.

Для портландцемента:

-абсолютный объем цементного теста составляет

Vацт = 1 +0,3,

ρпц ρв

где ρв – плотность воды, равная 1 кг/л; - абсолютный объем затвердевшего портландцементного камня;

Vацк = 1 +0,22;

ρпц ρв

38

-плотность портландцементного камня:

ρцк =VaVaцтцк ;

-пористость цементного камня: П = 1 - ρцк.

Те же показатели для шлакопортландцемента:

- абсолютный объем цементного теста составляет

- абсолютный объем затвердевшего цементного камня:

- плотность цементного камня:

ρцк =VaVaцтцк ;

-пористость цементного камня: П = 1 - ρцк.

Шлакопортландцемент нельзя применять для верхнего слоя дорожных одежд из-за пониженной морозостойкости, атмосферостойкости, повышенной истираемости.

71. Инертные добавки не способствуют увеличению прочностных показателей цемента и понижают его активность в соответствии с процентом введения.

Для понижения активности цемента с 48 МПа до 20 МПа количество вводимой инертной добавки х (%) находят из уравнения

20 =48 (1−100х ).

72. Известняк является инертной добавкой, не способствует росту прочности цементного камня и понижает активность цемента пропорционально вводимому ее количеству.

Активность цемента (Rсж) при введении 20 % добавки-микронаполнителя (Д) снизится и составит

Rсж =(1−100Д )Rц,

где Rц – активность цемента без добавки, МПа.

73. По прил. 9 Г-7 А II означает: гипс строительный, прочностью на сжатие в возрасте 2 ч – 7 МПа, прочностью на изгиб в возрасте 2 ч – 3,5 МПа; бы-

39

стротвердеющий, с началом схватывания 2 мин и концом схватывания не позднее 15 мин; среднего помола, с максимальным остатком на сите №02 не более

14 %.

По прил. 11 ПЦ-500 Д5 означает: портландцемент, марка по прочности не ниже 500; имеет 5 % добавок.

РАЗДЕЛ 6

ЗАПОЛНИТЕЛИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ

74. На завод железобетонных изделий поступила новая партия гранитного щебня и кварцевого песка. Определить среднюю плотность зерен щебня (ρmщ) и плотность зерен песка (ρзп), их насыпные плотности (ρн), межзерновые пустотности (Пм.з), абсолютную влажность (Wабс) и водопоглощение по массе (Вm).

При определении средней плотности методом гидростатического взвешивания зерно щебня в сухом состоянии (mс) весило 38,6 г, после покрытия поверхности зерна парафином его масса на воздухе (mс+п) составила 39,8 г, а в во-

де (mс+пв) – 24,2 г. Плотность парафина (ρп) принять 0,93 г/см3, воды (ρв) – 1 г/см3.

При помещении 50 г песка (mп) в цилиндр с водой уровень жидкости повысился со 150 (V2) до 170 мл (V1).

Пустой сосуд объемом (V) 10 л имеет массу (m2) 1,2 кг, полностью заполненный щебнем (m1) – 15,6 кг, а пустая емкость объемом (V) 1 л имеет массу (m2) 205 г, заполненная песком (m1) – 1690 г.

Проба щебня естественной влажности имела массу (mв) 1000 г, после водонасыщения (mн) – 1009 г, после высушивания до постоянной массы (mc) – 983 г, а проба песка естественной влажности имела массу (mв) также 1000 г, после выдерживания в воде (mн) – 1011 г, после высушивания до постоянной массы (mс) – 990 г.

75.Определить модуль крупности песка и группу песка по крупности, ес-

ли при рассеве 1 кг песка были получены следующие остатки (mi) на ситах: 5,0 мм – 0 г; 2,5 мм – 145 г; 1,25 мм – 155 г; 0,63 мм – 240 г; 0,315 мм – 310 г; 0,16 мм – 100 г; менее 0,16 мм – 50 г.

76.Дать заключение о пригодности песка для строительных работ по величине модуля крупности Мк и графику зернового состава (прил. 15), если при

0,16 мм – 270 г; менее 0,16 мм – 50 г.

40