Свойства строительных материалов в примерах и задачах

161

вы показатели её динамической твёрдости на радиальной поверхности

и каковы показатели её статической твёрдости на торцогой, радиаль­

ной и тангенциальной поверхностях при этих различных влажностях*

158, На бетоносмеситель ном отделении подвешен на четырёх оди­

наковых стальных стержнях открытый восьмикубовый контейнер для лёгких заполнителей. Не оборвётся ли этот контейнер при полном

159. Определить среднюю плотность и площадь поперечного квад­ ратного оечения бетонной балки с линейной плотностью 54,0 кг/м, установленной на двух опорах с пролётом 4 5 ,0 см и испыт >нной на растяжение при изгибе двумя сосредоточенными симметрично располо­ женными силами, если известно, что расстояние между осями приложе­ ния сил, каждая из которых составляла 15,3 кН, было разно высоте балки, а выявленный при этих испытаниях коэффициент конструктивно­ го качества бетона равен 1,70 МПа.

160* Образец кубической фодмы из жаростойкого бетона на грану­

лированном доменном шлаке после циклического обжига при 600 °С с

охлаждением на воздухе до 20 °С был испытан на сжатие, в результа­ те чего установлен коэффициент конструктивного качества - 26,75 МПа. Определить в процентах остаточную прочность этого образца на сжа­ тие и длин} его ребра о точностью до 0,01 мм во время первого и последнего обжигов, если известно, что сразу после распалубки он имел.размеры 100 х 100 х 100 мм и массу 2,32 кг, которая впослед­ ствии (после сушки и обжига) снизилась на 5 ,СО %9 предел прочности

на сжатие этого бетона составил по идентичным высуженным до пос­ тоянной массы необожжённым образцам 62,37 МПа, а огневая усадка и коэффициент линейного температурного расширения в процессе термичзских испытаний составили с^отв гственно 0 ,58 %и 11,62x10"® °С Т .

161 • Образец кубичеокой формы из жаростойкого бетона на порт­ ландцементе и шамотных заполнителях после испытаний на термическую стойкость при температуре 800 °С о воздушным охлаждением до 40 °С 6itt подвержен испытаниям на сжатие. Определить в процентах ог?аточную прочность бетона после циклического обжига, коэффициент его ли­ нейного температурного расширения и длину ребра образца во время

162

дополнительно (в сопоставлении с массой высушенного образца')

уменьшилась на 4,56 %; за счёт высокотемпературных воздействий коэффициент конструктивного качества высушенного жаростойкого бе­

признаков разрушения в водонасыщенном состоянии при влажности по массе 1,26 % если известно, что масса пабы копра равна 2 ,0 0 кг,

масса и ударная прочность образца в воцонасыщснном состоянии соста­

вляют соответственно 3 8 ,0 г и 4,793 Дж/скР, а сам базальт характе­ ризуется коэффициентом плотности 0,93 и закрытой пористостью 3,1 5 %.

а) ударную вязкость берёзы поперёк волокон при фактической влажнос­ ти образца; б) линейцую плотность этого образца при влажности

т

были установлены экспериментально. Ударная вязкость определялась Путём испытания на маятниковом копре балки без специального надре­

за с квадратным поперечным сечением и линейной плотностью 1,680 кг/м.

В процессе испытаний образца углы подъёма и взлёта маятника (длина

разовавшихся половинок балки была установлена между двумя стальны­

ми нажимными пластинками на длину 62,5 мм и испытана на гидравли­

ческом прессе на сжатие (разрушающая сила составила 27,5 кН). Уста­

новить для испытанного деревобетона ударную вязкость и предел проч­ ности на сжатие.

165. Для отделки станции метрополитена получено 22,26 т одина­ ковых медных плит толщиной 2 ,0 мм. Установить, какую поверхность

стен можно облицевать этими плитами и определить теоретическую проч­

ность и коэффициент средней температуропроводности использованной

для плит меди исходя из следующих её показателей: удельный модуль

166. Оконное стекло с поверхностной плотностью 5,30 кг/м^ ха­ рактеризуется следующими механическими и теплотехническими свойст­

вами: предел прочности на растяжение - 53,84 МПа, модуль упругости

толщину стекла, удельный модуль продольной его упругости и коэффи­ циент конструктивного качества при растягивающих воздействиях, а также установить, во околь:со р°.з теоретическая его прочность выше предела прочности на растяжение.

167. Из листовой углеродистой стали одинаковой толщины изго­ товлена открытая ёмкость для гашения воздушной извести. Размеры ём­ кости в плано; 150 х 225 см, выоота - 51 см, масса - 142 кг (20,4 %

маооы приход итоя на обрамляющие уголки для соэдания необходимой жёсткости). Определить толщину стенок и днища ёмкости, предел проч-

164

ности на сжатие ислоль зова иного для неё металла и его теоретичес­

удельный модуль продольной упругости - 25,48 ГПа, коэффициент кон­ структивного качества при сжимающих воздействиях - 43,94 МГЬ; При­ нять во внимание, что при изготовлении ёмкости листовая сталь ис­

пользовалась во всех случаях только в один слой.

168. Образэц базальта в воде к)ба с длиной ребра 70,7 мм вна­ чале был испытан на истираемость, а потом поставлен в муфельную

печь для нагрева от начальной его температуры 20 °С до 500 °С, что

потребовало затраты 420 кДж теплоты. Определить коэффициент сред­

ней температуропроводности и показатель средней теплоаккумулирующей способности базальта, если известно, что коэффициент средней его теплопроводности составляет 3 ,2 0 Вт/(м*°С), а истираемость по объёму - 0,070 CMV CM^.

169. Образец в виде прямого кругового цилиндра из диабаза со средней плотностью 3056 к г /г? был испытан на истираемость, в ре­ зультата чего масса его уменьшилась на 1 ,5 г, а высота стала равной

диаметру. Далее этот же образец был испытан на лабораторном копре на ударную прочность, которая составила 6,955 Дж/ск. Определить

Образец был использован для определения резонансным методом динамо ческого модуля Юнга, который составил 12,06 ГПа. Для проведения дальнейших механических испытаний из этого образца полимербетона была выпилена прямая призма с квадратным поперечным сечением и л*к

нейной плотностью 3,696 кг/м. В результате испытаний на истирае­

мость длина приемы уменьшилась на 0,13 мм, после чего эта призма

без специального надреза была испытана на маятниковом копре на ударную вязкость. Длина маятника в применённом копре была равна

165

образовавшихся половинок призмы была установлена между двумя сталь­

ний масса порошка уменьшилась на 8 г. Определить степень кислотостойкости этого материала, если известно, что истираемость его по

Каким пределом прочности на сжатие характеризуется этот бетон пос­

173. Шлакосигалл, предназначенный для облицовки внутренних поверхностей лотка для удаления шлама с химичеокого предприятия, испытывался на истираемость и химическую стойкость в агрессивных средах. Испытаниям подвергались два образца в виде плиток толщиной 10 мм: один - квадратной формы со стороной 60 мм, другой - круглой формы с диаметром 60 мм. По двум образцам были получены одинаковые значения истираемости по массе, которые составили 0,019 г/см2 . Да­ лее каждый из этих образцов был измельчён для определения: щёлочеотойкости в раотворе едкого натра - по пробе порошка из воей квад­ ратной плитки и киолотостойкооти в раотворе ооляной киолоты - по пробе порошка из всей круглой плитки. Пооле завершения испытаний

в агрессивных средах масса оставшихся высушенных порошков стала одинаковой и соотавила го 75 г в каждой пробе. Определить отепень щёлоче ггойкооти и кислотостойко<л*и иопыт иного шлакосигалла, воли

166

Г74. Образец из гранита в вице прямого цилиндра высотой 50 Нм бил разрушен сжимающей силой в 280 кН для определения коэффициента конструктивного качества, который составил 100 МПа. Разрушенный образец был измельчён и обработан соляной кислотой, после*чего мас­ са его уменьшилась на 3 ,5 г . Определить степень кислотостойкости испытанного гранита.

175. Образец в вице прямого цилиндра из гранита был испытан на истираемость, которая составила по объёму 0,122 CMV C^ . Далее этот частично истёртый образец был измельчён и испытан в соляной кислоте на кислотостойкость - степэьь кислотостойкости составила 97.5 %9 При этом было отмечено, что потери массы при указанных ис­

пытаниях одинаковы. Определить первоначальную высоту (с точностью

колько уменьшилась. Далее этот образец был измельчён и испытан в соляной кислоте на кислотостойкость. Определить степень кислото­

ко уменьшилась высота образца во время испытаний на истираемость, если известно, что степень кислотостойкости гранита составила 97,81 % а потери массы материала при двух проводимых испытаниях были одинаковы.

I78i Из огнеупорного изделия, полученного на основе порошков кварцевого стекла и алюмохромофосфатной связки, выпилены три оди­ наковых образца-куба с длиной рёбер по 100 мм. По одноку образцу установлен коэффициент конструктивного качества при сжимающих воз*, действиях - 16,70 МПа. Второй образец испытан на термическую стой­ кость: после 5 теплоомен (1300 °С - вода) его предел прочности на сжатие составил 25,23 МПа. Третий образец был предназначен для ис­ пытания на статическую шлакоустойчивость, в связи с чем в центре одной из граней было в нём просверлено на 39 мм вертикальное углуб­ ление диаметром 32 мм, после чего масса его составила 1763 г . Пооще завершения испытаний на шлакоустойчивость контрольным замером микро­ метра было установлено, что высота образца уменьшилась за счёт ог­

16?

граням для установления площади остаточного сечения, которая сос­ тавила за вычетом ошлакованной части 83,32 см^. Определить оста­

точную прочность иопытанного на термическую стойкость огнеупорного

материала и его полную статическую шлакоустойчивость.

179* Огнеупорный прямой пслукислый кирпич толщиной 75 мм расг

пилен по постели на квадратные половинкл. В одной из них в центре

квадратной грани было просверлено на 40 мм вертикальное углубление

ностная огневая усадка этого образца составила 1,73 %. Далее обра­ зец был распилен по вертикали через центр углубления параллельно двум боковым противоположным граням для определения площади неошлакованного сечения. Площадь эта составила 38 см^. Определить разме­

что перед высокотемпературными испытаниями этот кирпич характеризо­

вался пределом прочности на сжатие 19,99 МПа и коэффициентом конст­

руктивного качества 10,18 МПа (потерями материала при распиле пре­ небречь).

180. Доставленный в лабораторию для испытаний на статическую шлакоустойчивость прямой огнеупорный магнезиальный кирпич имел сорбционную влажность 1,09 %по массе и 3,27 %по объёму. Кирпич

был распилен по постели параллельно тычку, в результате чего обра­

углубления диаметром по 50 мм. Полученные образцы-тигли имели оди­ наковую маооу по 4 ,2 0 кг. В углубление первого образца был помещён основный шлак, в углубление второго - кислый шлак. После испытания на шлакоустойчивость линейная огневая усадка образцов составила 0 ,20 Далее каждый образец был распилен по вертикали через центр

углубления параллельно дву: боковым противоположным граням для опре­ деления площади неошлакованного оечения. Площадь эта ооотавика в первом образце 78 ом^, *о втором - 40 ом^. Определить первоначаль­ ную м*ооу влажного магнезиального киргог о и полную отатичеокую шлакораэъедаемооть изготовленных из него образцов.

181. В процессе производства шамотного кирпича был отформован

168

сырец с размерами 353,05 х 153,50 х 76,75 мм. В результате .обжига сыриа линейная огневая усадка его составила 2 ,2 8 %. Полученный о г ­

неупорный кирпич характеризовался истираемостью по массе и по объё~

му при температуре 20 °С соответственно 0,586 г/о»£ и 0,299 C M V C M 2 .

Далее этот кирпич был подвержен испытаниям на шлакоустойчивость по динамическому методу. Перец нанесением на него шлака при установив­

шейся в печи для проведения испытаний температуре кирпич характери­ зовался линейным термическим расширением 0,713 %и коэффициентом линейного температурного расширения 4,986 х Ю""6 °(Г*. После испы­ таний на шлакоустойчивость объём и мрсса охлаждённого частично ошлакованного кирпича составили соответственно 3,5 9 Д1? и 7 ,6 8 кг.

Определить для испытанного шамотного кирпича кажущуюся динамическую

шлакоустойчивость, кажущуюся динамическую шлакоразъедаемость, эро­ зионную динамическую шлакопоглощаемость и температуру, при которой

осуществлялось испытание на шлакоустойчивость« Считать, что во вре­

мя провод иных испытаний огнеупорного кирпича не отмечалось в нём дополнительной объёмной деформации, связанной с длительными высоко­ температурными воздействиями.

182. Известно, что в качестве биологической защиты ядерного

реакторе использован бетон на лимонитовом заполнителе. Толщина это­

го бетона биологической защиты равна 2,75 м, что обеспечивает .осла­

бление энергии радиоактивного гамма-излучения реактора (5 МэВ ; в

18 х 1<£ раз. Определить предел прочности использованного бетона на сжатие и длину свободного пробега в нём гамма-частиц, если из­

вестно, что его массовый коэффициент поглощения энергии гамма-излу­ чения составляет 0,01905 см^/г, а коэффициент конструктивного каче­ ства при сжимающих воздействиях - 6 ,3 МЛа.

183. Экран из бетона на гематиговых заполнителях предназначен

для ослабления радиоактивного излучения ядерного реактора с энерги­ ей гамма-излучения б МэВ. Средняя плотность высушенного до постоян­

ной массы бетона на этих заполнителях составляет 4125 кг/кг. Уста­

новлено, что в таком высушенном бетоне содержатся следующие химиче­ ские элементы в процентах по массе (в скобках указаны для соответ­

* Мегаэлектронвольт - внесистемная единица измерения энергии, применяемая для измерения энергии микрочастиц.

169

Определив такую толщину слоя бетона экрана, которая при нулевой влажности бетона способна была бы ослаботь энергию радиоактивного гамма-излучения в десять раз. Во сколько раз такой слой будет ослаб­ лять энергию гамма-излучения при фактической влажности бетона и сколько следует предусмотреть идентичных слоёв сухого бетона в экра­ не, чтоб энергия гамма-излучения была бы снижена в раз ? Пр:ь пять во внимание, что атомные массы кислорода и водорода равны соот­ ветственно 15,999 и 1,008 а .е .м .

ослабить энергию гамма-излучения стена из такого монолитного бетона толщиной 237 см при энергии гамма-излучения ядерного реактора 4 МэЗ. Содержание химических элементов в гидратирозанном цементе и заполни­ теле, а также масоовые коэффициента поглощения энергии гамма-излуче­ ния всеми входящими в состав бетона элементами, исходя из. энергии гамма-излучения реактора 4 МэВ, представлены в табт. 3 .

1^6. Для ослаоления энергии радиоактивного гамма-излучения двух ягэрных реакторов, излучаемая энергия которых равна соответственно

I и 5 МэВ, установлены специальные экраны из петрооиталловых (на ос-

\? 0

107. Теплоизоляционная минераловатная плита толщиной 3 см с динамическим модулем упругости 0,36 МПа способна в 57000 раз осла­ бить энергию радиоактивного гамма-излучения, если излучаемая энер­ гия равна 0,01 МэЗ. Определить для этой плиты удельное акустическое сопротивление и коэффициент звукопроницаемости, если известно, что материал плиты характеризуется массовым коэффициентом поглощения энергии гамма-излучения 36,50 ск^/г, а звукоизолирующая способность плиты составляет 7,96 дБ.

188. Известно, что теплоизоляционная минереловатная плита на синтетическом связующем с размерами 500 х 1000 х 30 мм характеризу­ ется коэффициентом средней теплопроводности 0,047 Вт/(м • °С). пока­ зателем средней теплоаккумулируящей способности 53,46 В т* с^ /(м ^ .°С ) средней удельной теплоёмкостью 760 Дж/(кг • °С) и динамическим моду­ лем упругости 0,5 МПа. При испытаниях этой плиты как акустического