Учебники 80255

38.Истираемость определяется по формуле

И=m1 −Sm2 , г/см2,

где m1 – масса образца до истирания, г; m2 – масса образца после истирания, г;

S – площадь истираемой поверхности образца, S = 7×7 = 49 см2.

39. Первоначально определяют предел прочности при сжатии для образ- ца-куба Rсжкуб по формуле

РАЗДЕЛ 3

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ ИЗ ДРЕВЕСИНЫ

40.Изделие из древесины при стандартной влажности и температуре +20 0С имеет предел прочности при сжатии вдоль волокон (Rсж12%) 51 МПа, а при статическом изгибе (Rизг12%) 96,5 МПа. Изменятся ли эти прочностные п о- казатели при влажности (W) 5, 10, 15 и 20?

Построить график зависимости прочностных показателей древесины от влажности.

41.Средняя плотность древесины (ρm10%) при влажности (W) 10 % составляет 570 кг/м3. Определить среднюю плотность древесины и коэффициент конструктивного качества (к.к.к.) при стандартной влажности, если прочность на

сжатие вдоль волокон (Rсж18%) при влажности (W) – 18 % составляет

44,5 МПа.

42. На торцовом срезе дуба имеется отрезок длиной (l) 3 см, состоящий из 7 годовых колец. Суммарная толщина части поздней древесины составляет 11 мм. Определить коэффициент конструктивного качества (к.к.к.) древесины при стандартной влажности.

21

43. При испытании стандартного образца древесины на растяжение при изгибе разрушающая нагрузка (Pmax) составила 200 кгс. Изделия из данной древесины после этого длительное время хранились в помещении с температурой (tсух) 22 0С. Изменится ли прочность древесины, если температура в помещении по мокрому термометру психрометра составит (tм) 17 0С? Как называется влажность древесины, приобретенная ею при длительном хранении в помещении с неизменными влажностью и температурой?

44. Определить усушку в продольном (Уl), радиальном (Ур) и тангентальном (Уt) направлениях и коэффициент объемной усушки древесины (Кv) стандартного образца размером 20×20×30 мм, если в абсолютно сухом состоянии образец имеет размеры 16×16×28 мм.

45. Предел прочности древесины при влажности (W) 20 % составляет: на сжатие (Rсж20%) 40 МПа, при изгибе (Rизг20%) – 72 МПа. Определить прочностные показатели древесины при стандартной влажности.

46. Чему равен предел прочности дуба на сжатие при стандартной влажности (Rсж12%), если стандартный образец размером 20×20×30 мм разрушился под давлением (Pmax) 30 кН при влажности 34 %.

47.При испытании стандартного образца на прочность при скалывании

разрушающая нагрузка (Pmax) составила 522 кгс. Определить предел прочности при скалывании при стандартной влажности (Rск12%), если испытания древесины были проведены при влажности (W) 24 %.

48.Сколько сосновых досок размером 600×20 ×4 см можно пропитать 3-процентным раствором антисептика в количестве 100 л? Пористость древесины сосны составляет 45 %.

Методические указания к решению задач по разделу 3

40. Стандартной влажностью древесины считают влажность 12 %. Прочностные свойства древесины снижаются с повышением ее влажности. Прочность древесины на сжатие и статический изгиб при любой влажно-

сти (W) определяется из формул

Rсж12% =RсжW [1+α(W −12)], МПа,

Rизг12% = RизгW [1+α(W −12)], МПа,

где α – коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1 % (при сжатии и статическом изгибе α = 0,04, при скалывании α = 0,03).

22

Определив прочностные показатели древесины на сжатие и изгиб, строят график в координатах прочность (R)-влажность(W).

41. Определяют среднюю плотность древесины при стандартной влажно-

сти (ρm12%) по формуле

ρm12% = ρm10%[1+0,01(1−Ку)(12−W )], кг/м3,

где Ку – коэффициент пересчета, равный для бука, березы, лиственницы 0,6, для остальных пород древесины – 0,5.

Далее определяют прочность древесины на сжатие при стандартной влажности по формуле

Rсж12% = Rсж18%[1+α(W −12)], МПа.

Затем вычисляют коэффициент конструктивного качества:

к.к.к.= Rсж12% .

ρm12%

42. Коэффициент конструктивного качества вычисляют по формуле

к.к.к.= Rсж12% .

ρm12%

Величину средней плотности древесины при стандартной влажности определяют по формуле

ρm12% =0,007m +0,335, кг/м3 (для лиственных пород),

где m – процент поздней древесины, %.

Величину прочности при сжатии древесины при стандартной влажности определяют по формуле

Rсж12% =0,32m +29,5, МПа (для лиственных пород). Процент поздней древесины определяют по формуле

m =∑lδi 100, %,

где ∑δi – суммарная толщина части поздней древесины на срезе, мм (см); l – длина отрезка среза, мм (см).

43. Влажность древесины, приобретенная ею после длительного хранения, называется равновесной (Wp). Ее определяют с помощью диаграммы Н.Н. Чулицкого (прил. 7). Для этого сначала вычисляется психрометрическая разница:

∆t =tсух −tм.

23

После по таблице психрометра, зная величины ∆t и tсух, определяют относительную влажность в помещении (Wотн). Зная Wотн и tсух, по диаграмме Н.Н. Чулицкого находят равновесную влажность древесины Wр.

Стандартный образец древесины при испытании на растяжение при изгибе имеет размеры 2×2×30 см.

Величина прочности на растяжение при изгибе определяется по формуле

Rизг12% = Pbmaxh2 l , кгс/см2,

где l – расстояние между опорами, l = 24 см;

b, h – ширина и высота сечения образца, b = h = 2 см.

Рассчитывают прочность на изгиб при равновесной влажности, исходя из формулы

Rизг12% =RизгWр[1+α(Wр −12)], кгс/см2.

44. Усушка в продольном направлении (вдоль волокон) определяется по формуле

где l – размеры образца до усушки, мм (l = 30 мм);

l0 – размеры образца после усушки, мм (l0 = 28 мм).

Усушка в радиальном направлении определяется по формуле

где а – размеры образца до усушки, мм (а = 20 мм); а0 – размеры образца после усушки, мм (а0 = 16 мм).

Усушка в тангентальном направлении определяется по формуле

где b – размеры образца до усушки, мм (b = 20 мм);

b0 – размеры образца после усушки, мм (b0 = 16 мм). Далее вычисляют объемную усушку по формуле

Уv=ab−aba0b0 100, %.

Коэффициент объемной усушки определяют из формулы

Кv =Уv,

Wг

где Wг – предел гигроскопической влажности, Wг ≈ 30 %.

24

45. За стандартную влажностью древесины принята влажность 12 %. Прочность древесины на сжатие при стандартной влажности определяет-

ся по формуле

Rсж12% = Rсж20%[1+α(W −12)], МПа,

где α – коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1 % (при сжатии и статическом изгибе α = 0,04, при скалывании α = 0,03).

Прочность древесины на изгиб при стандартной влажности определяется по формуле

30 кН = 30×102 = 3000 кгс.

Предел прочности при сжатии при влажности 34 % определяется по формуле

Rсж34% = Pbmaxl , кгс/см2,

где b, l – ширина и длина стандартного образца, b = l = 2 см. 1 кгс/см2 = 0,1 МПа.

Прочность дуба на сжатие при стандартной влажности определяется по формуле

Rсж12% = Rсж34%[1+α(W −12)], кгс/см2,

где α – коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1 % (при сжатии и статическом изгибе α = 0,04).

47. Предел прочности при скалывании при влажности W = 24 % определяется по формуле

Rск24% = Pbmaxl , кгс/см2,

где b, l – размеры площади скалывания, см (для стандартного образца b = 2 см, l = 3 см).

Предел прочности при скалывании при стандартной влажности определяется по формуле

Rск12% =Rск24%[1+α(W −12)], кгс/см2,

где α – коэффициент изменения прочности при изменении влажности на 1 % (при скалывании α = 0,03).

48. Объем одной доски составит V = 6×0,2×0,04, м3.

Пористость доски составит Vпор = V×0,45, м3. Количество досок, которые можно пропитать 100 л антисептика, определяется по формуле

n =100л,шт.

Vпор

25

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