Свойства строительных материалов в примерах и задачах

плотностью 2,5 -

376С i?, металлоконструкции - 0,97 т,

пиломатери­

алы с относительной

средней плотностью 0,45 - 160 \?,

полнотелый

керамический кирпич для возведения стен общим объёмом 1020

,

коэффициент средней

теплопроводности которых составил.

0,854 Зт/(м -°С ),

и другие строительные материалы общей

массой

мость, после чего

этот образец принял форму куба с массой

325 г*

При дальнейшем его

испытании на сжатие была зафиксирована

разрушаю­

коэффициентом конструктивного

качества при сжимающих воздействиях

характеризовался исследуемый

мрамор,

если истираемость его по объ ё^

в процессе испытаний составила 0,68

CMV CM^ ?

*73

осями приложения оил равнялось высоте балки. Определить первона­

чальную длину

белки,

если

известно, что

влажность её составляла:

по массе

-

3 ,6

%9 по

объёму

- 7 ,2 % а

коэффициент

конструктивного

качества при изгибающих воздействиях - 0,75 МПа.

193.

Образец в виде балки прямоугольного сечения из цементно­

го строительного раствора установлен для испытаний на круг истира­

ния меньшей

своей боковой

гранью. После

завершения

испытаний на

истираемость

высота балки

сократилась

на б мм, масса уменьшилась

на 142,5

г,

а сечение балки в результате всего этого стало квадрат­

ным. Далее

эта

балка

была установлена

на две опоры с пролётом 18

см

и испытана на растяжение при изгибе двумя сосредоточенными симмет­

рично расположенными нагрузками,

обеспечивающими суммарную силу

з

1,218 кН. Определить длину э^ й

если известно, что истирае-

мость её по массе составила

коэффициент

конструктивно-

го качества

при изгибающих

воздействиях

- I

МПа,

а

расстояние меж­

ду осями приложения нагрузок равнялось ширине балки.

194. В период монтажа сборного железобетонного резервуара из

отдельных колец толщиной 10

см и внутренним диаметром 6

м в одном

из стыков на высоте 4 м от

поверхности днища был ошибочно

использо­

ван вместо герметизирующего материала совершенно другой материал с

коэффициентом фильтрации 1 ,5 х 10"^ м/с. Определить

суточный объём

утечки

воды

из резервуара из-за допущенного брака и установить,

на

сколько в нем за сутки понизится уровень воды с первоначальной от­

метки 3

м,

если высота фильтрующего стыка -

4 мм,

а температура во­

ды - 25

°С.

195.

Определить,

сколько потребуется времени для охлаждения

с

200 до 20 °С плоского

слип г. алюминия,

предназначенного для листо­

вой прокатки, если известно, что

в температурном

интервале

от 2С0

до 100 °С средняя удельная теплоёмкость

его

изменяется

от

980 до

958 Д ж /(кг-°С), коэффициент

средней тепловой

активности

изменяется

от 25,75

до

23,43 кДж/(^« о®' • °С)9 относительная лучеиспускатель­

ная способность поверхности

изменяется от 0,074 до 0,092,

а в тем­

пературном интервале от 100 до 20 сС коэффициент средней его темпе­

ратуропроводности изменяется от 84,97 х

до 90,90 х

м^/с,

показатель средней теплоаккуполирующей способности изменяется от

23,43 до

22,87

кВт» c^pv (* r * ° C ),

степень черноты

слитка изменяется

от 0 ,0 2

до

ОрПОо Установить также, ка* *я часть

от

общего времени

( J процентах) приходигся на охлаждение слитка в интервале от ICO

до 20 °С. Условно считать,

что в

рассматриваемых температурных ин-

при стом остаются постоянными и равными соответственно 677,5 кг/м^

и 2710 кг/м3 ,

потеря теплоты при охлаждении слитка происходит толь­

ко через его

нижнюю и верхнюю поверхности, причём в каждой точке

что охлаждение слитка происходит при температуре воздуха

+10 °С,

коэффициент

конвективной теплоотдачи

его

поверхностей -

- 7,7 Бг/(Ч £

• °С),

коэффициент

излучения

абсолютно

чёрного

тела -

- 5,67 ST/См2 - К*).

Комплексные

задачи

по

составу

и свойствам

бетонной

смеси

196, Для приготовления I м3 мелкозернистой бетонной смеси со

средней плотностью

2110 кг/м3,

предназначенной для

изготовления жа­

ландцемент

-

570 кг, песчано-щебёночная

смесь

из кирпичного боя -

- 1200 кг

и вода.- Определить водоцементное отношение

и температуру

свежеприготовленной бетонной смеси при затворении её

подогретой до

70 °С водой,

если

известно, что сыпучие

материалы для

этой бетон­

ной смеси хранятся в отапливаемом цехе

при температуре

20 °С, влаж­

ность песчано-щебёночной смеси - 6 %по

массе,

средние

удельные

теплоёмкости цемента и воды равны соответственно 0,92

и

4,20 кД;к/(кг

°С),

коэффициенты средней

теплопроводности и средней

вляют соответственно 0,833 Вт/(м *°С) и 0,55

х 10“^

м^/с.

Возможны­

ми теплопотерями в процессе

приготовления бетонной

смеси

пренебречь.

197. Для приготовления

замеса бетонной

смеси,

предназначенной

пользованы: ялакопортландцемент

- 342 кг,

песчано-щебёночная смесь

из кирпичного боя

(в пересчёте

на сухое состояние) - 720 кг и нагре­

тая до 70 °С водь.

Полученная таким образом бетонная смесь имела

водоцементное отношение

0 ,6 , температуру

39

°С и характеризовалась

средней плотностью

2112

кг/к?.

Приготовление

этой смеси осуществля­

198, Для выполнения дорожного покрытия в зимнее время исполь­

зовалась

бетонная

смесь

при температуре 35 °С на диабазовом запол­

нителе,

зёрна

которого

в сухом состоянии имели следующие показате­

ли:

истираемость по массе

и по объёму -

соответственно 0,12 г/см^ и

0,04

CMV CM^,

коэффициенты

средней теплопроводности й средней тем­

пературопроводности - соответственно 3,4 0 Вт/(м

°С) и

1,23

х КГ6 Мус,

В состав

этой бетонной

смеси,

характеризующейся

средней

плотностью

2550

кг/к?, входили цемент,

песок и щебень в со­

отношении по

массе

I

1,7

3 ,2 при водоцементном отношении 0,475 .

массе соответственно

2 ,0

и 1,5

%лОпределить состав на I ь? бетон­

ной

смеси

и температуру,

при которой осуществлялось сё приготовле­

ние,

если

известно,

что

оредние

удельные теплоёмкости цемента и во­

ной таблицей соотношение по массе между цементом,

песком

и щебнем

для этой бетонной смеси должно составлять I

1 ,8

3 ,6

при всдоце-

нии коэффициентами средней

теплопроводности

и средней температуро­

проводности соответственно

1,1и

Вт/(м • С)

и 0,536 х Ю“° к г/с. Воз-

.лжными теплопотерями в процеоое

приготовления бетонной смеси пре­

небречь*

ратурой 30 °С. Расход нагретой

вод-j на все выполненные замесы для

этого Фундамента составил 9 т ,

В качестве заполнителей применялся

сухой дроблённый до щебёночной

и песчаной фракций плотный доломит,

характеризующийся открытой пористостью 6,17 %9 водонасыщаемостью

по массе 2^50 %и коэффициентом средней температуропроводности

^,"6 х 1СГ° м^/с. Доломитовый

песок имел межзерновую пусготность

песка 27 т .Установить

среднюю плотность бетонной смеси и принятое

в ней соотношение по

объёму между цементом, песком, щебнем и водой,

ные теплоёмкости цемента

и воды соответственно

равны 0,91 и

4,20 «сДж/(кг

°С). Возможными теплопотерями в

процессе приготовле­

ния бетонной

смеси

пренебречь.

201. В зимний

период в течение рабочей смены был забетониро­

ван под склады ленточный фундамент объёмом 50

к?. Соотношение меж­

ду цементом,

песком

и щебнем в

используемой бетонной смеси было

принято по массе I

2,4

: 5 ,2

при водоцеменгном

отношении 0 ,7 2 .

Для затзорения

смеси использовалась подогретая до

70 °С вода, общий

расход которой

на все замесы составил В т . Приготовление смеси

осуществлялось

на влажных

заполнителях в отапливаемом помещении с

лись

все

необходимые для работы сыпучие материалы.

Влажность песка

и щебня составляла соответственно 2,25 и 0,5 0 %по

массе. Опреде­

лить

температуру и среднюю плотность приготавливаемой бетонной сме­

си,

если

известно, что

средние

удельные теплоёмкости цемента и во­

ды равны

соответственно

0,92 и

4 ,2 0 кДж/(кг • °С),

а заполнители,

температуропроводности 0,56 х 10~^

м^/с.

Возможными теплопотерями

в процессе приготовления бетонной

смеси

пренебречь.

смесь с

температурой 40 °С0 В состав бетонной

смеси должны были

входить

цемент*

песок и щебень в соотношении

по массе I

s 2*00 :

* 3*75

при цементно-водном отношении 1*838* -

такие

условия предоп­

ределяли получение смеои со средней плотностью 2480

кг/\?0 Устано­

вить состав на I

ь? бетонной смеси* а также определить*

при какой

телей

с влажностью по

массе

соответственно 4 и 2 %. Соотношение в

этой

смеси

мееду

цементом*

влажным песком и влажным щебнем состави­

ли по

массе

I :

2*288

4,590 при водоцеменгном отношении 0 ,5 5 , За-

Определить температуру воды звтворения и состав

бетонной

смеси н а ’

I м5, если известно, что хранение всех входящих

в её состав

сыцу-

чих материалов осуществлялось при устойчивой температуре

26

°С; за­

полнителями являлся дроблёный фракционированный

мрамор*

характери­

и 3*085

Вт/Гм

-°С );

насыпная плотность песка в сухом состоянии -

- 1650

кг/V *

межзерновая его пусто.'ность - 41,05 %%средние удель­

ные теплоёмкости цемента и воды равны соответственно 0*92 и

4*21 кДж/(кг • °С )0

Возможными теплопотерями в процеосв приготовле­

ния бетонной

смеси

пренебречь0

лось подогретой до

70

°С водой.

Соот юшение между цементом, песком

и щебнем составило

по

массе I

2,2 : 4 ,5 при водоцеменгном отноше­

ной бетонной смеси,

её

среднюю плотность и состав в килограммах

на

I ь? , если известно,

что средние удельные теплоёмкости цемента

и

воды составляли

соответственно 0,92 и 4 ,2 0 кДж/(кг • °С). Возможны­

ми теплопотёрями при приготовлении бетонной смеси пренебречь.

203.

Для выполнения мозаичных полов был выдан состав бетонной

смеси, в которой соотношение между цементом,

песком и щебнем состав

вило по

массе I

:

2 ,2

: 4 ,5

при водоцементном

отношении 0 ,3 5 . В

с£язи с естественной влажностью мелкого заполнителя, фактическое

соотношение между

цементом,

влажным песком и щебнем составило по

массе I

2,31

:

4 ,5 0 .

С целью ускорения твердения таких полов

за­

творение смеси осуществлялось подогретой водой, дозировка которой

выполнялась из

расчёта

132

кг на I к? бетонной смеси. Определить

температуру воды затворения и ореднюю плотность бетонной смеси,

если известно,

что

сразу же

после приготовления температура смеои

турой 6 °С;

применяемые фракционированные заполнители были получе­

ны из мрамора, характеризующегося коэффициентами средней темпера­

туропроводности и средней теплопроводности в сухом состоянии соот­

ветственно

1,227 х

1 0 ^

м^/с и 3 ,0 9 Вт/(м *°С),

иотинной плот­

ностью 2803

кг/м5,

водонасыщаемоотью по объёму

О ,II

%и водопогло-

щаемостью по объёцу численно равной его пористости;

средние

удель­

ные теплоёмкооти воды и цемента были соответственно

равны

4,21

и

0,92 кДж/(кг • °С).Возможными теплопотерями при приготовлении б е -

,

тонной смеси пренебречь.

206.

При возведении

зимний период ряда

временных сооружений

промбаэы попользовалась

бетонная

смесь, приготовленная, при объём-

смеси -

3350 кг/к?,

принятое водоцементное отношение -

0 ,8 ,

соот­

ношение

по

объёму

между

цементом, пеоком и щебнем - I

: 2 : 5. При­

готовление

омеои

осуществлялось

в отапливаемом помещении при уста­

новившейся положительной температуре 20 °С. В этом же помещении

хранились цемент

и песок, а

щебень подавался из

неотапливаемого

помещения с

установившейся

отрицательной температурой

-Э °С. Опре­

делить

расход

материалов

в

килограммах

на I г?

и температуру

свеже­

приготовленной бетонной

смеси,

если затворение

её осуществлялось

водой,

подогретой до

70

°С.

Известно,

что применяемые

заполнители

изготовлены

из

плотного доломита, характеризующегося коэффициента­

ми средней теплопроводности и средней температуропроводности соот­

ветственно

1 ,2 0 Вт/(м *.°С)

и 0,56 х Ю"6 кг/с;

насыпные плотности

цемента, песка

и щебня составляют соответственно 1250,

1500

и

1300 к г/ь?;

средние

удельные теплоёмкости цемента и веды равны

соответственно

0 ,9 2

и 4 ,2 0

нДж/(кг . °С). Считать, что

при дозиров­

ке материалов

степень их уплотнения в доз^овочной таре каждый раз

была одинаковой. Возможными теплопотерями в процессе приготовления

бетонной смеси

пренебречь.

207.

Для бетонирования под зерносклад монолитного ленточного

фундамента

общим объёмом 52,63

кЯ было

заготовлено 100 т сухого

доломитового заполнителя в

виде

песка

и щебня в

необходимом для

использования соотношении. Бетонирование предполагалось произво­

дить зимой,

а

приготовление бетонной смеои - в

закрытом отапливае­

мом помещении

с устойчивой

положительной температурой 12 °С,

в ко­

ратуру

свежеприготовленной бетонной

смеси, её состав в килограмм: х

на I

и минимальное количество за -зеов,

необходимое для заверше­

ния работ по возведению фундамента,

если

известны следующие данные:

полнителя -

0,56

х Ю*^ к г/с,

насыпная

плотность песка - I5C0 кг/м^,

межзерновые

пустотноети песка

и щебня -

соответственно 39,56 и

47,62

% средние

удельные теплоёмкости

цемента и воды - соответст­

венно

0,91

и 4 ,2 0

нДж/(кг

• °С). Возможными теплопотерями в процес­

се приготовления бетонной

смеси пренебречь.

208.

При возведении фундаментов

под технологическое

оборудова­

ние укладывалась хлоредная бетонная смесь* в которой соотношение

между

портландцементом* песком

и щебнем составляло по

массе 1 : 2 :

: 4 D а

цементно-водное отношение равнялось

2 ,0» На I

v? такой

смеои

расход цемента был установлен 320 кгР а хлоредные соли использова­

лись в

следующем количестве: хлористый натрий - 3 ,5 %от массы це­

мента (дозировка его осуществлялась в виде раствора с истинной

плотностью 1,172 г/см^ в объеме 41*48 л ),

хлористый кальций -

1*5 %

от массы цемента (дозировка его осуществлялась в веде раствора с

истинной плотностью 1,293 г/см* в объёме 11,97 л)* Приготовление

смеси выполнялось в отапливаемом помещении при установившейся поло­

жительной темиературе 20 °С, где постоянно находились рабочие

раст­

воры солейо

Сыпучие материалы

подавались

из неотапливаемого

склада

с положительной температурой 5

°С. Применяемый щебень был сухим* а

песок - с влажностью 2 ,8 %по

массе. Заполнители Эти были изготов­

туропроводности в сухом состоянии 0*52 х

10"^

м^/св Определить

тем­

пературу и среднюю плотность овежеприготовленной бетонной смеои*

если известно* что затворялась она водой,

подогретой до 45 °С. Сред­

ние удельные теплоёмкости воды* цемента,

растворов

хлористого

нат­

рия и хлористого кальция соответственно равны

4 ,2 1 ;

0*92;

3*34 К

2*76 кДж/(кг • °С ). Возможными теплопотерями в

процессе

приготовлен

ния бетонной смеси пренебречь.

209о При зимнем бетонировании фундаментов

под

временные соору­

жения промбазы использовалась бетонная смесь с

протибоморозными до­

бавками. Соотношение в этой смеси меэду цементом,

песком и щебнем

составляло по массе 1 : 2 : 4

при водоцементном отношении 0,5„

При­

готовление смеси осуществлялось в отапливаемом, складском

помещении

с устойчивой положительной температурой*

где хранились все необходи­

мые дл>. выполнения предусмотренных работ

строительные

материалы. На

каждый замес*, производимый в

смесителе4 о

выходом бетонной

смеси

0*8 *?, дозировали: цемент -

256 кг*

песок влажный - 530

кг0

щебень

влажный - 1040 кг* 23 #-ный раотвор хлористого натрия

о от ност е л ь ­

ной истинной плотностью 1*172 - 33*24 л*

31 #-ный раствор хлориото- #

го кальция о относительной истинной плотностью 1*293 - 9*584

л

и

подогретая до 5о °С вода. Температура свежеприготовленной бетонной

смеси составляла 9 °С. Определить среднюю плотность бетонной

.смеет

и температуру В" складском

помещении,

где

осуществлялось её приготов­

ление, если известно, что:

исходной

породой для заполнителей

являлся