Рассмотрено на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных и специальных дисциплин специальности 270802	УТВЕРЖДАЮ Зам.директора по учебной работе
Председатель цикловой комиссии _________________М.М.Чепурина	______________________Н.Н.Ольхова
«_______» ____________________20___г.	«________»_________________20___г.

Задание

на домашнюю контрольную работу

по дисциплине профессионального модуля

ПМ 02 «Выполнение технологических процессов при строительстве, эксплуатации и реконструкции строительных объектов»

Тема 1.2 «Свойства и показатели качества

строительных материалов и изделий»

для группы 120/1 специальности 270802

заочное отделение

Составил преподаватель ___________________Л.А.Подъяблонская

Вариант 1.

1. Гипсовые вяжущие. Тонкость помола. Стандартная консистенция гипсового теста. Сроки схватывания. Марки гипсовых вяжущих по прочности.

2. Плотность материала. Определение истинной, средней и насыпной плотности.

3. Задача. Для проверки гидравлического испытательного пресса применялся стальной цилиндр с диаметром d=10 см, который подвергался сжатию при разных ступенях нагрузки p=10, 20, 30 атм по манометру и т. д. При сжатии цилиндра измерялась продольная деформация его при помощи точных приборов. Зависимость между напряжениями и деформациями этого стального цилиндра выражается законом Гука:

где Е — модуль Юнга; для стали E = 2,1 • ; — относительное укорочение цилиндра при сжатии.

При сжатии цилиндра прессом деформации цилиндра возрастали пропорционально давлению, а именно: при давлении по манометру

10 атм — =1 ,

20 атм — =2

30 атм — =3 и т. д., что указывало на правильную работу пресса

По этим данным вынести формулу для определения усилий Р, развиваемых прессом, в зависимости от давления р и указать точность этой формулы.

Вариант 2

1. Влажность и водопоглощение. Определение влажности, водопоглощения материала.

2. Известь. Время гашения извести. Влажность гидратной извести. Виды гидравлической извести.

3. Задача. Гидравлический пресс имеет измерительные шкалы на 500, 1500 и 3000 кН (максимальные нагрузки, развиваемые этим прессом). Подобрать шкалу для испытания на сжатие бетона в образцах-кубиках с ребром 20 см после 28 суток твердения. Проектная марка бетона 400 кгс/см² .

Вариант 3

1. Морозостойкость. Методика определения морозостойкости материал

2. Основные требования к заполнителям для бетонов и растворов. Отбор проб Определение зернового состава и модуля крупности песка.

3. Задача. Подобрать мощность гидравлического пресса, достаточную для испытания на изгиб бетонной балки квадратного сечения 15 x15 см и пролетом l=100 см. Балка опирается на две опоры. Испытание производится сосредоточенным грузом Р в середине пролета. Возможный максимальный предел прочности =80 кгс/см².

Вариант 4

1. Напряженное состояние и прочность материалов (деформация, сжатие, растяжение, изгиб, сдвиг, предел прочности). Испытание на сжатие.

2. Методика определения удобоукладываемости бетонной смеси. Жесткость бетонной смеси.

3. Задача. Рассчитать, во сколько раз уменьшится необходимая сила пресса для испытания кирпича и бетона, если вместо испытания на сжатие производить испытание на изгиб одним сосредоточенным грузом, расположенным в середине пролета.

Кирпич испытывают на изгиб плашмя при расчетном пролете l =20 см, на сжатие — разрезанным пополам размером 125х120 мм. Бетон испытывают на изгиб в балках 15x15x120 см при расчетном пролете l =100 см; на сжатие — в кубиках 20x20x20см. Для кирпича в среднем R_изг=0,22R_сж. Для бетона в среднем R_изг=0,16R_сж.

Вариант 5.

1. Испытание на изгиб, растяжение, истираемость.

2. Механические методы неразрушающего контроля прочности бетона. Проведение испытаний методом пластических деформаций.

3. Задача. Сравнить, во сколько раз могут быть увеличены высоты стен при замене бутовой кладки (средняя плотность =2000 кг/м³) другими материалами:

а) кирпичной кладкой = 1700 кг/м³);

б) крупнопористым бетоном ( = 1300 кг/ м³);

в) плотным керамзитобетоном ( = 1000 кг/ м³),

если напряжения в основании стен не превышают

при бутовой кладке 5 кгс/см², при кирпичной — 10 кгс/см², при бетонах — 50 кгс/см².

Толщину всех стен принять 0,64 м, т. е. 2,5 кирпича.

Расчет вести только на собственный вес стены.

Вариант 6.

1. Определение механических свойств (прочность, износостойкость) крупного заполнителя. Определение морозостойкости крупного заполнителя.

2. Твердость. Методы определения твердости материалов.

3. Задача. Прочность на сжатие сухого кирпича Rсух =200 кгс/см² , а после насыщения водой Rнас=120 кгс/см² . При насыщении водой кирпича установлено, что его объемное водопоглощение 20%, а открытая пористость 28%.

Определить, является ли данный кирпич морозостойким и можно ли его применять для фундаментов стен.

Вариант 7.

1. Реологические свойства смесей строительных материалов.

2. Определение прочности бетона на сжатие. Марка и класс бетона.

3. Задача. Изготовлена серия бетонных кубиков и испытана на морозостойкость. При требуемой марке морозостойкости Мрз50 средняя прочность кубиков после 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания оказалась равной R _Mpз=240 кгс/см². Средняя прочность образцов, не подвергавшихся замораживанию, но водонасыщенных, была равна Rнас = 300 кгс/см². Установить, морозостоек ли исследованный бетон.

Вариант 8

1. Цемент. Отбор проб и общие требования при испытании. Определение плотности и насыпной плотности, тонкости помола цемента.

2. Кирпич и керамические камни. Определение марки по прочности. Морозостойкость керамических изделий.

3. Задача. Сравнить, во сколько раз могут быть увеличены высоты стен при замене бутовой кладки (средняя плотность =2000 кг/м³) другими материалами:

а) кирпичной кладкой = 1700 кг/м³);

б) крупнопористым бетоном ( = 1300 кг/ м³);

в) плотным керамзитобетоном ( = 1000 кг/ м³),

если напряжения в основании стен не превышают при

бутовой кладке 5 кгс/см², при кирпичной — 10 кгс/см², при бетонах — 50 кгс/см².

Толщину всех стен принять 0,64 м, т. е. 2,5 кирпича.

Расчет вести только на собственный вес стены.

Вариант 9.

1. Методика определения нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста.

2. Кирпич и камни силикатные. Определение марки по прочности. Морозостойкость изделий.

3. Задача. При растяжении стального стержня длиной 1= 100 мм и площадью поперечного сечения F=200 мм² абсолютная длина равна =0,0125 мм при действующей нагрузке Р=– 50 Н.

Определить относительное удлинение , величину нормального напряжения и модуль упругости стали Е.

Вариант 10.

1. Методика определения марки цемента

2. Металлы. Определение прочности и относительного удлинения при растяжении стали.

3. Задача. Какой диаметр должен иметь стальной стержень длиной l=1,2 м, если требуется удерживать груз Р= 40 кН. Вычислить абсолютное удлинение стержня, если допускаемое напряжение на растяжение принять [ ]= l6 кН/см², а модуль упругости Е = Н/см².

Задача 9. Для проверки гидравлического испытательного пресса применялся стальной цилиндр с диаметром d=10 см, который подвергался сжатию при разных ступенях нагрузки p=10, 20, 30 атм по манометру и т. д. При сжатии цилиндра измерялась продольная деформация его при помощи точных приборов. Зависимость между напряжениями и деформациями этого стального цилиндра выражается законом Гука:

где Е — модуль Юнга; для стали E = 2,1 • ; — относительное укорочение цилиндра при сжатии.

При сжатии цилиндра прессом деформации цилиндра возрастали пропорционально давлению, а именно: при давлении по манометру

10 атм — =1 ,

20 атм — =2

30 атм — =3 и т. д., что указывало на правильную работу пресса

По этим данным вынести формулу для определения усилий Р, развиваемых прессом, в зависимости от давления р и указать точность этой формулы.

Решение.

Площадь стального цилиндра F= 78,54 см²

Напряжение в цилиндре

Усилие пресса Р=

При давлении по манометру:

А) р = 10 атм =1 ,тогда

Р=

Б) р = 20атм =2

Р=

Формула для определения усилия пресса Р = рх

1 6493=10 x

32 986=20 x , отсюда х = 1649,3, т. е. Р = 1649,3 р.

Эта формула является приближенной, так как не учтены вредные

сопротивления пресса.

Задача10. Гидравлический пресс имеет измерительные шкалы на 500, 1500 и 3000 кН (максимальные нагрузки, развиваемые этим прессом). Подобрать шкалу для испытания на сжатие бетона в образцах-кубиках с ребром 20 см после 28 суток твердения. Проектная марка бетона 400 кгс/см² .

Решение. При марке бетона М400 разрушающая нагрузка:

P = RF =400*20*20=160 000кгс =1600 кН.

Поэтому пресс целесообразно настроить на шкалу 3000 кН.

Задача 11.Подобрать мощность гидравлического пресса, достаточную для испытания на изгиб бетонной балки квадратного сечения 15 x15 см и пролетом l=100 см. Балка опирается на две опоры. Испытание производится сосредоточенным грузом Р в середине пролета. Возможный максимальный предел прочности =80 кгс/см².

Решение.

Из формулы

Для испытания такой балки достаточно применить гидравлический пресс на 20 кН.

Задача12. Рассчитать, во сколько раз уменьшится необходимая сила пресса для испытания кирпича и бетона, если вместо испытания на сжатие производить испытание на изгиб одним сосредоточенным грузом, расположенным в середине пролета.

Кирпич испытывают на изгиб плашмя при расчетном пролете l =20 см, на сжатие — разрезанным пополам размером 125х120 мм. Бетон испытывают на изгиб в балках 15x15x120 см при расчетном пролете l =100 см; на сжатие — в кубиках 20x20x20см. Для кирпича в среднем R_изг=0,22R_сж. Для бетона в среднем R_изг=0,16R_сж.

Решение.

1.Сила пресса для испытания кирпича:

на сжатие

на изгиб =

Следовательно, необходимая сила пресса уменьшается в =40,3раза.

2. .Сила пресса для испытания бетона:

на сжатие

на изгиб =

Следовательно, необходимая сила пресса уменьшается в =111раз.

Задача13. Сравнить, во сколько раз могут быть увеличены высоты стен при замене бутовой кладки (средняя плотность =2000 кг/м³) другими материалами:

а) кирпичной кладкой = 1700 кг/м³);

б) крупнопористым бетоном ( = 1300 кг/ м³);

в) плотным керамзитобетоном ( = 1000 кг/ м³),

если напряжения в основании стен не превышают при бутовой кладке 5 кгс/см², при кирпичной — 10 кгс/см², при бетонах — 50 кгс/см².

Толщину всех стен принять 0,64 м, т. е. 2,5 кирпича.

Расчет вести только на собственный вес стены.

Решение.

Для расчета выделим столб стены длиной 1 м и шириной 0,64 м (2,5 кирпича).В общем виде нагрузка на основание столба от собственного веса составит Р=1

Решая совместно эти уравнения, найдем = ,

а) при бутовой кладке:

б) при кирпичной кладке:

в) для стены из крупнопористого бетона:

г) для стены из плотного керамзитобетона:

Примечания:

1. Расчет условный, т.к. для высоких стен требуется проверка на устойчивость против опрокидывания и выпучивания.

2. В решении также не учтен запас прочности.

Задача14. Прочность на сжатие сухого кирпича Rсух =200 кгс/см² а после насыщения водой Rнас=120 кгс/см² . При насыщении водой кирпича установлено, что его объемное водопоглощение 20%, а открытая пористость 28%.

Определить, является ли данный кирпич морозостойким и можно ли его применять для фундаментов стен.

Решение.

Коэффициент размягчения К_разм=

Материалы, имеющие коэффициент размягчения менее 0,8, относятся к неводостойким. В местах, подверженных систематическому увлажнению, применять их запрещается.

Т.к. вода занимает менее 90% объема пор (в данном случае 72%), то в первом приближении материал можно отнести к морозостойким. Однако для окончательного решения стоит провести дополнительные испытания и, в частности, на изменение прочности при замораживании.

Задача15. Изготовлена серия бетонных кубиков и испытана на морозостойкость. При требуемой марке морозостойкости Мрз50 средняя прочность кубиков после 50 циклов попеременного замораживания и оттаивания оказалась равной R _Mpз=240 кгс/см². Средняя прочность образцов, не подвергавшихся замораживанию, но водонасыщенных, была равна Rнас = 300 кгс/см². Установить, морозостоек ли исследованный бетон.

Решение. Коэффициент морозостойкости бетона:

К_мрз=

Материалы, имеющие коэффициент морозостойкости более 0,75, относятся к морозостойким.

Задача16. Вычислить коэффициент однородности К_одн бетона М 400 с отпускной прочностью 65% от расчетной.

Пропаривание бетона производится в автоматизированных камерах и прочность контролируется испытанием производственных образцов. Результаты таких испытаний (R₁, R₂,..., R_n кгс/см²), проводимые в течение месяца при двухсменной работе завода и отборе образцов один раз в смену, приведены в табл. 1.

Таблица 1

220	250	200	300	240	270	240	250	280	320
210	240	190	290	250	260	240	220	270	310
230	260	220	320	260	280	230	250	260	330
200	230	200	280	240	250	250	240	230	300
240	270	240	320	270	290	260	250	300	340

Решение. Среднее арифметическое значение всех (n=50)всех частных результатов испытаний прочности бетона следующее:

M=

а среднее квадратичное отклонение частных результатов испытаний прочности образцов бетона от величины их среднего значения составляет

Показатель изменчивости

Коэффициент однородности

где R_норм – требуемое значение прочности бетона;

R_мин – наименьшее, статистически вероятное значение прочности.

g – коэффициент, определяемый в зависимости от величины С_v;

при С_v 12% значение g=1-3С_v

при С_v 12% значение g находят по графику в зависимости от величины S/С_v ,

S – величина асимметрии кривой

При значении S<0 однородность бетона получается столь низкой, что К_одн не вычисляют

S/С_v =

Значение коэффициента g в зависимости от показателя

изменчивости С_v и асимметрии кривой S

По графику для S=2,10 и С_v = 0,1365

g =0,75

R_мин =257*0,75 = 19,2 МПа

К_одн =

Значение К_одн получилось выше допустимого значения, равного 0,6.

Задача18. При растяжении стального стержня длиной 1= 100 мм и площадью поперечного сечения F=200 мм² абсолютная длина равна =0,0125 мм при действующей нагрузке Р= 50 Н.

Определить относительное удлинение , величину нормального напряжения и модуль упругости стали Е.

Решение:

Задача19. Какой диаметр должен иметь стальной стержень длиной l=1,2 м, если требуется удерживать груз Р= 40кН. Вычислить абсолютное удлинение стержня, если допускаемое напряжение на растяжение принять [ ]= l6 кН/см², а модуль упругости Е = Н/см².

Решение

Е = Н/см² = кН/см²

Требуемая площадь

Абсолютное удлинение стержня

Вариант 1

Приборы для взвешивания

Приборы для измерения времени

Лабораторная посуда из стекла и фарфора

Нагревательные приборы. Оборудование для отбора и хранения проб материала

Прессы для испытания строительных материалов

Приборы и машины для испытания на изгиб