Материал: Материаловедение. Технология конструкционных материалов (контрольные задачи и методические указания по их решению). Чернушкин О.А., Усачев А.М
77. На сколько увеличится объем (mп) 10 т песка при его увлажнении на
4 %, если насыпная плотность сухого песка (ρнсух) – 1450 кг/м3, а увлажненного
(ρнвл) – 1250 кг/м3.
78. В табл. 4 приведены результаты рассева трех видов песка, плотности их зерен и насыпные плотности. Определить модули крупности (Мк) и межзер-
новые пустотности (Пм.з) каждого песка. |
|
|
|
|
Таблица 4 |
||||||||
|
|
|
|
Частные остатки и плотности песков |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
песка |
|
Размер отверстий сит, мм |
|
Про- |
|
Плот- |
Насып- |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
шло |
|
ность |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
ная плот- |
|
||||
|
5,0 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
через |
|
зерен |
|
|||
|
№ |
сито |
|
ρзп, |
ность ρн, |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
г/см |
3 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
|
г/см3 |
|
|
|
|
1 |
0 |
5,4 |
14,6 |
22,0 |
44,0 |
12,6 |
1,4 |
|
2,53 |
1,63 |
|
|
|
2 |
9 |
5,5 |
15,5 |
42,0 |
15,0 |
8,0 |
5,0 |
|
2,54 |
1,56 |
|
|
|
3 |
0 |
2,3 |
3,5 |
10,0 |
33,0 |
30,0 |
21,2 |
|
2,62 |
1,40 |
|
|
79. По результатам рассева двух партий песка получены следующие частные остатки ai (%) на ситах (табл. 5).
Таблица 5
Частные остатки
№ песка |
|
Размер отверстий сит, мм |
|
Прошло |
|||
|
|
|
|
|
|
через сито |
|
5,0 |
2,5 |
1,25 |
0,63 |
0,315 |
0,16 |
||
|
|
|
|
|
|
|
0,16 |
1 |
0 |
5 |
30 |
36 |
20 |
9 |
0 |
2 |
0 |
0 |
15 |
26 |
42 |
17 |
0 |
Определить модуль крупности песков и оценить, какой из песков предпочтительней использовать в дорожном цементобетоне.
80.Масса пробы сухого мелкого природного песка перед отмучиванием
(m) была равна 1000 г, а после отмучивания и высушивания (m1) – 937 г. Определите содержание в песке пылевидных и глинистых примесей (Потм) и пригодность его для изготовления бетона (прил. 12).
81.Определить наибольшую (D) и наименьшую (d) крупность зерен щебня, если при рассеве 10 кг щебня на стандартных ситах (70 мм, 40 мм, 20 мм, 10 мм и 5 мм) массы щебня составили соответственно: 0 г, 3600 г, 4000 г, 1600 г
и800 г. Какова должна быть наибольшая крупность щебня при устройстве верхнего слоя дорожного полотна?
41
82.Дать заключение о пригодности щебня для строительных работ, используя график зернового состава щебня (прил. 16), если при рассеве 5 кг щебня на стандартных ситах были получены следующие остатки: 70 мм – 150 г; 40 мм – 1500 г; 20 мм – 1750 г; 10 мм – 1150 г и 5 мм – 450 г.
83.Для использования в дорожном строительстве предложены два вида шлакового щебня, химический состав которых представлен в табл. 6.
|
|
|
Химический состав шлаков |
|
Таблица 6 |
||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шлак |
|
|
|
Химический состав, % |
|
|
|
||
MnO |
SiO2 |
|
Al2O3 |
MgO |
CaO |
SO3 |
FeO |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№1 |
3,00 |
38,10 |
|
8,54 |
1,46 |
44,50 |
0,46 |
0,68 |
|
№2 |
2,00 |
35,20 |
|
7,91 |
6,58 |
46,50 |
0,40 |
0,41 |
|
Установить, какой шлак обладает большей цементирующей способностью и может быть использован в качестве щебня для устройства укрепленных оснований автомобильных дорог. В решении использовать показатель модуля основности шлака.
84.При испытании гранитного щебня фракции 10…20 мм на дробимость (Др) методом сдавливания в цилиндре в сухом состоянии масса щебня (m) составила 4300 г, а после просеивания навески через сито № 2,5 мм, остаток на сите (m1) составил 3320 г. Определить марку щебня по дробимости.
85.В 5 кг гравия ( m) фракции 20…40 мм содержится (m1) 1330 г зерен пластинчатой и игловатой формы, а в 1 кг гравия (m) фракции 10…20 мм со-
держится (m1) зерен пластинчатой и игловатой формы – 580 г. Пригодны ли такие виды гравия для применения в дорожных цементобетонах?
86.Гранитный щебень фракции 10…20 мм имел массу в сухом состоянии (m) 1,5 кг. После 50 циклов попеременного замораживания-оттаивания и просеивания через контрольное сито его масса также в сухом состоянии составила (m1) 1390 г. Определить марку щебня на морозостойкость.
87.Гранитный щебень фракции 5…10 и 20…40 мм имеет массы (m) 5 и 10 кг соответственно. После испытания фракций щебня на износ в полочном барабане, просеивания через сито с диаметром отверстий 5 мм и контрольное
сито с сеткой № 1,25 и соединения остатков масса (m1) составила 3,1 и 8,75 кг. Определить марку щебня на износ (Из).
42
Методические указания к решению задач по разделу 6
74. Средняя плотность зерен щебня определяется по формуле
ρm |
щ |
= |
|
|
|
|
mс |
|
|
|
|
, г/см3. |
||
|
|
|
|
|
в |
|
|
mс+п − mс |
|
|||||
|
|
|
|
mс+п − mс+п |
|
− |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
ρв |
|
|
|
ρп |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Плотность зерен песка определяется по формуле |
||||||||||||||
|
|
|
|
ρ |
зп |
= |
mп |
|
|
|
, г/см3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V −V |
2 |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
1 мл = 1 см3, 150 мл = 150 = см3. |
||||||||||||||
Насыпная плотность песка и щебня определяется по формуле ρн =m1V−m2 , г/см3 (кг/м3).
1 л = 1000 см3 = 0,001 м3.
Величины межзерновой пустотности вычисляются по формулам:
- для щебня |
П |
м.з. |
щ =(1 − |
ρн |
) 100, %; |
|||
|
щ |
|||||||
|
|
|
|
|
|
ρm |
|
|
- для песка |
П |
|
п |
=(1 − |
ρн |
) 100, %. |
||
м.з. |
|
|||||||
|
|
|
ρзп |
|
||||
Величину абсолютной влажности щебня и песка определяют по формуле
Wабс =(mвm−mc ) 100, %.
с
Водопоглощение по массе щебня и песка определяется по формуле
Вm =(mнm−mc ) 100, %.
с
75. Сначала рассчитываются частные остатки ai на каждом сите:
аi = mmi 100, %,
где mi – масса остатка на i-ом сите, г; m – первоначальная масса песка, г.
Затем рассчитывают полные остатки Ai на каждом сите:
Ai = a5 + a2,5 + …+ ai, %.
Далее определяют модуль крупности по формуле
Мк= A2,5 +A1,25 +...+A0,16 , %.
100
43
По величине модуля крупности Мк согласно табл. П.12.1 назначают группу песка по крупности.
76. Рассчитываются частные остатки ai на каждом сите:
аi =mmi 100, %,
где mi – масса остатка на i-ом сите, г; m – первоначальная масса песка, г.
Рассчитывают полные остатки Ai на каждом сите:
Ai = a5 + a2,5 + …+ ai, %.
Определяется модуль крупности по формуле
Мк= A2,5 +A1,25 +...+A0,16 , %.
100
По величине полных остатков и диаметру сит строят график зернового состава песка (рис. П.12.1). Построенный график должен находиться на рекомендуемом рисунке между верхней и нижней кривыми рассева.
Согласно величине Мк и местоположению построенного графика делают заключение о пригодности данного песка для строительных работ(см. прил. 12).
77. Масса песка при увлажнении на 4 % составит mп 4% = mп 1,04, кг.
Объем сухого песка будет равен
V сух = ρmсухп , м3.
н
Объем влажного песка составит
V вл =mп4% , м3. ρнвл
Увеличение объема песка при его увлажнении составит
∆V =V вл −V сух, м3.
78. Рассчитывают полные остатки Ai на каждом сите для трех видов песка:
Ai = a5 + a2,5 + …+ ai, %.
Определяется модуль крупности для каждого песка по формуле
Мк= A2,5 +A1,25 +...+A0,16 , %.
100
Рассчитывают величины межзерновой пустотности по формуле
44
Пм.з. = (1− ρн ) 100, %.
ρзп
79.При решении данной задачи пользуются методикой выполнения зада-
чи 76. Сначала рассчитываются частные остатки ai на каждом сите. Затем рассчитывают полные остатки Ai на каждом сите. Определяется модуль крупности Мк.
Строят график зернового состава для каждого песка (прил. 12). По величине Мк и положению полученной кривой зернового состава на графике рассева (см. прил. 12) делают заключение о пригодности песков для дорожного строительства.
80.Показатель отмучивания (содержания в песке пылевидных и глинистых примесей) определяется по формуле
Потм =(m−mm1) 100, %.
Мелкий песок считается пригодным для использования в бетонах, если его Потм < 5 %.
81. Рассчитываются частные остатки ai от рассева щебня на каждом сите:
аi = mmi 100, %,
где mi – масса остатка на i-ом сите, г; m – первоначальная масса щебня, г.
Затем определяют полные остатки Ai на каждом сите:
Ai = a70 + a40+ …+ ai, %.
По величине полных остатков устанавливают D и d. D соответствует размеру первого сита, полный остаток на котором не превышает 5 %; d соответствует размеру сита, полный остаток на котором не менее 95 %.
Для верхнего слоя дорожного покрытия наибольшая крупность щебня не должна превышать 40 мм или D ≤ 0,6h,
где h – толщина слоя дорожного покрытия, мм.
82. Рассчитываются частные остатки ai по формуле
аi = mmi 100, %,
где mi – масса остатка на i-ом сите, г; m – первоначальная масса щебня, г.
45