176
.pdf
ЗАДАЧА 11. Определяем объем образца известняка-ракушечника
V m 7000 5000см3m 1,4
Водопоглощение по объёму:
W |
|
mвл mcуу |
100% |
7500 7000 |
100 10% |
|
V |
5000 |
|||||
o |
|
|
|
Пористость ракушечника:
П (1 m ) 100 (1 14002600 ) 100 46% .
ЗАДАЧА 12.
Объем слоя штукатурки: V a b h 5 4 0,007 0,14м3 Масса раствора: m m V 1700 0,14 238кг
ЗАДАЧА 13.
Объем известняка-ракушечника с парафином равен (по закону Архимеда) потере его массы при взвешивания в воде: V 55 15 40см3
Масса парафина: mп 55 52 3г
Объем парафина: Vп |
m |
|
|
3 |
3,23см3 |
|
|
|
|
|
|
||||
|
0,93 |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
п |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Объем известняка-ракушечника без парафина: V 40 3,23 36,77см3 |
|
||||||||||||||
Средняя плотность известняка-ракушечника: |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
m m |
52 |
|
1,41г/ см3 1410кг/ м3 . |
|
|
|
|
|
||||||
|
36,77 |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
V |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ЗАДАЧА 14. Рассчитываем массу конструкций и величину нагрузок. |
|||||||||||||||
Масса железобетонной плиты: mж/ б m V 2,5 4 4 0,4 16т |
|
|
|
||||||||||||
Объем бетонной смеси: Vб.см Vб 2 / 3 1,33м3 |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Масса бетонной смеси: mб.см 2,4 1,33 3,19т |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Масса плиты с грузом: m m;ж/ б mб.см mб 16 3,19 0,098 19,29т |
|
|
|||||||||||||
Нагрузка на каждый кирпичный столб: F |
19,29 |
4,8тс |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Масса кирпичного столба: mст |
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
||||||
1,7 0,5 0,5 6,5 2,76т |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Нагрузка на фундамент каждого столба: F 4,8 2,76 7,56тс. |
|
|
|||||||||||||
ЗАДАЧА 15. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Wo |
|
30 |
|
|
|
Относительная |
плотность |
|
первого материала: d |
|
2 , |
а |
его |
||||||||
средняя плотность: |
m Н2О d 1 2 2г/ см3 2000кг/ м3 |
Wm |
|
15 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Относительная |
плотность |
|
второго материала: d |
Wo |
|
12 |
2 , |
а |
его |
||||||
средняя плотность: |
m Н2О d 1 2 2г/ см3 2000кг/ м3 |
Wm |
|
6 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Плотность первого и второго материала одинаковая. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||
11
ЗАДАЧА 16. |
|
|
|
Объем дозатора: V D2 h |
3,14 12 |
1,2 0,94м2 |
|
4 |
4 |
|
|
Масса песка в дозаторе: 1590-85=1505 кг |
|
||
Насыпная плотность песка: нас m |
1505 |
1601кг / м3 |
|
|
V |
0,94 |
|
Пустотность песка: П (1 нас ) 100% (1 16012640) 100% 39% .
ЗАДАЧА 17.
Высота слоя щебня в кузове автомашины равна 60 2/3=40 см=0,4м
Объем щебня: V 2,8 1,8 0,4 2,0м3 . Масса щебня: m 5,86 3,0 2,86т 2860кг
Насыпная плотность щебня: нас Vm 28602 1430кг/ м3
Пустотность щебня: П (1 нас ) 100% (1 14302700) 100% 47% .
ЗАДАЧА 18. Объем вытесненной кубиком воды равен массе кубика. Если высота кубика над уровнем воды 6,5 см, это означает, что кубик погрузился на 20-6,5=13,5 см и вытеснил при этом 20 20 13,5=5400 см3 воды, следовательно, масса кубика составит 5400 г.
Объем кубика из газобетона: V a3 203 8000см3 Средняя плотность газобетона:
m Vm 80005400 0,68г/ см3 680кг/ м3
Пористость газобетона: П (1 m ) 100% (1 2700680 ) 100% 75% .
ЗАДАЧА 19.
Объем кубика из газосиликата: V a3 153 3375см3 Средняя плотность газосиликата в абсолютно сухом состоянии:
|
m m |
2700 0,8г/ см3 800кг / м3 |
|||||||||
|
|
|
V |
3375 |
|
|
|
|
|
||
Пористость газосиликата: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
П (1 |
|
m |
) 100% (1 |
0,8 |
) 100% 70,2% |
||||||
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
2,68 |
|
|
|
||
Открытая пористость (водопоглощение по объему): |
|
||||||||||
Wo |
mвл |
mсух |
100% |
2950 2700 |
100 |
7,4% |
|||||
|
V |
|
3375 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||
Степень заполнения пор водой оценивается коэффициентом насыщения пор водой:
12
kн WПo 707,,42 0,105
т.е. поры заполнены водой на 10,5%.
ЗАДАЧА 20. Гигроскопичность пористых тел оценивается отношением массы влаги, поглощенной материалом из воздуха со 100% влажностью, к массе материала в сухом состоянии:
Wг |
mвл mсух |
100% |
120,1 118 |
100 |
1,8% . |
|
mсух |
118 |
|||||
|
|
|
|
ЗАДАЧА 21. Сорбционная влажность материала оценивается отношением массы влаги, поглощенной материалом из воздуха к массе материала в сухом состоянии:
Wсорб |
mвл mсух |
100% |
|
2314 2310 |
100 |
0,17% |
|
mсух |
2310 |
||||||
|
|
|
|
|
ЗАДАЧА 22. Величина капиллярного всасывания воды характеризуется количеством поглощенной воды:
Wвсас |
mвл mсух |
|
100% |
2780 2710 |
100 2,58% . |
||||||
mсух |
|
|
2710 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
ЗАДАЧА 23. |
|
|
|
|
|
|
|
Wo |
8,3 |
|
|
Относительная плотность бетона: d |
|
2,44 |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Wm |
3,4 |
|
|
Средняя плотность: m d H2O 2,44 1000 2440кг/ м3 |
|||||||||||
Пористость бетона: |
|
|
m |
|
|
|
2440 |
100 8% . |
|||
П 1 |
|
|
|
100% |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
2640 |
|
|||
|
|
|
|
|
|
||||||
ЗАДАЧА 24.
Характеристикой водопроницаемости служит коэффициент водопроницаемости, который характеризуется количеством воды, прошедшим в течение 1 с через 1 м2 поверхности материала при заданном давлении воды.
Расчет ведем по формуле:
|
Q a |
|
24 0,07 |
0,019г / м с. |
|
S |
0,0049 18000 |
||||
|
|
|
ЗАДАЧА 25.
Расчет ведем по формуле:
Q S |
|
0,00028 4,5 3,0 86400 |
816,48г. |
a |
|
0,4 |
|
13
ЗАДАЧА 26.
Паропроницаемость характеризуется коэффициентом паропроницаемости, численно равным количеству водяного пара, проникающего через слой материала толщиной 1 м, площадью 1 м2 в течение 1 с, и разностью парциальных давлений пара в 133,3 Па.
Расчет ведем по формуле:
|
Q a |
|
22 0,1 |
0,000027г/ м с Па |
|
S h |
3 2,5 3600 3 |
||||
|
|
|
1мм.рт.ст.=133,3 Па.
ЗАДАЧА 27. Тепловой поток за часов через ограждение площадью A и толщиной при разности температур по обе стороны ограждения (t1 t2 ) и коэффициенте теплопроводности материала ограждения
можно рассчитать по формуле:
|
|
|
|
Q |
(t1 t2 )A |
, отсюда |
||
|
|
Q |
|
|
||||
|
|
|
5700 0,25 |
|
|
|
||
|
|
|
|
0,214ккал/(м ч град) 0,249(Вт/ м град) |
||||
(t1 |
t2 )A |
33 8,4 24 |
||||||
|
|
|
|
|||||
1ккал/(м ч град) 1,163Вт/(м град) .
ЗАДАЧА 28. |
|
|
|
|
|
|
Объем образца материала: V a3 73 343см3 |
|
|
|
|||
Средняя плотность материала: m m |
550 1,6г/ см3 |
|||||
V |
343 |
|
|
|
||
Относительная плотность материала: d |
m |
|
1,6 |
1,6 |
||
H2O |
1 |
|||||
|
|
|
|
|||
По формуле В.П. Некрасова вычисляем коэффициент теплопроводности материала:
1,16 |
0,0196 0,22d 2 |
0,16 1,16 |
0,0196 0,22 1,62 |
0,16 0,73Вт/(м о С) |
Значение коэффициента теплопроводности предположительно соответствует легкому бетону.
ЗАДАЧА 29. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средняя плотность бетона: m m |
|
0,3 |
|
|
1304кг/ м3 |
||||
0,00023 |
|||||||||
V |
|
|
|
|
|
||||
Относительная плотность материала: d |
m |
|
1304 |
1,304 |
|||||
H2O |
1000 |
||||||||
|
|
|
|
|
|||||
Коэффициент теплопроводности по формуле Некрасова:
1,16
0,0196 0,22d 2 0,16 1,16
0,0196 0,22 1,3042 0,16 0,57Вт/(м о С) .
14
ЗАДАЧА 30.
Термическое сопротивление рассчитывают по формуле: R
Отсюда находим толщину стены: R 3,05 0,31 0,95м
Объём панели: V a b h 3 1,2 0,95 3,42м3
Из формулы средней плотности |
определяем массу панели: |
|
|
|||||||||||||||||
ЗАДАЧА 31. |
m m V 750 3,42 2565кг 2,565т. |
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
m |
1650 1,65 |
|
|
|
|||||||
Относительная плотность кирпича: d |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2O |
1000 |
|
|
|
|
|||||
Коэффициент теплопроводности по формуле Некрасова: |
|
|
|
|||||||||||||||||
1,16 0,0196 0,22d 2 |
0,16 1,16 0,0196 0,22 1,652 0,16 0,75Вт/(м о С) |
|||||||||||||||||||
Толщина стены: |
R 3,05 0,75 2,28м |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
ЗАДАЧА 32. Предел прочности бетона на истирание равен: |
|
|
|
|||||||||||||||||
R |
|
|
m m1 |
|
2200 2160 |
0,4г/ см2 . |
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
10 10 |
|
|
|
||||||||||||
ист |
|
|
|
S |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
ЗАДАЧА 33. Коэффициент конструктивного качества рассчитывают |
||||||||||||||||||||
по формуле: K.K.K. R(МПа) , а относительную плотность - |
d |
m |
|
|||||||||||||||||
H2O |
||||||||||||||||||||
|
2400 |
d |
|
|
|
45 |
|
|
|
|
|
|||||||||
Для бетона: d |
2,4 ; |
К.К.К. |
|
18,75МПа |
|
|
|
|||||||||||||
1000 |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
|
|
0,48 |
|
|
|
2,4 |
|
|
50 |
|
|
|
|
||||||
Для сосны: |
d |
0,48 ; |
К.К.К. |
104,2МПа |
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,48 |
|
|
|
|
||||
К.К.К. сосны больше К.К.К. бетона, следовательно, сосна обладает более высокими конструкционными свойствами.
ЗАДАЧА 34. Прочность материала при ударе оценивается работой разрушения, отнесенной к 1 см3 объема образца.
Объём образца: V D2 h |
3,14 32 3 21,2см3 |
|
|||
4 |
|
4 |
|
||
Предел прочности гипсового камня при ударе: |
|
||||
Rуд |
Р 1 2 3 ... (n 1) |
|
|
||
|
|
||||
|
V |
|
|
|
|
2(1 2 3 4 5 6 7 |
8 9) 4,25кг см/ см3 |
0,425 Дж/ см3 |
|||
21,2 |
|
|
|
|
|
Образец разрушился на 10 |
ударе, следовательно, количество ударов до |
||||
разрушения 9.
15
ЗАДАЧА 35.
Коэффициент конструктивного качества рассчитывают по форму-
ле: К.К.К. |
Rвл |
, а относительную плотность - d |
|
m |
|
|||||||||
|
|
H2O |
||||||||||||
|
Rсух |
|
|
|
|
|
|
|||||||
Для тяжелого бетона: d |
2600 |
2,6 ; К.К.К. |
|
25 |
9,6МПа |
|||||||||
1000 |
2,6 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Для газобетона: d |
700 |
|
0,7 ; |
К.К.К. |
8,5 |
12,1МПа |
||||||||
|
|
|
||||||||||||
1000 |
|
|
0,7 |
|
|
|
|
|
|
|||||
В качестве конструкционного материала предпочтительнее использовать газобетон.
ЗАДАЧА 36.
Разрушающая нагрузка: F P S / 120 500 60000кгс
Предел прочности при сжатии куба из бетона:
Rсж |
F |
|
60000 |
266,7кгс/ см2 26,7МПа |
||||||||
S |
||||||||||||
ЗАДАЧА 37. |
|
|
|
15 15 |
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Предел прочности при изгибе: |
|
|
|
|
|
|
||||||
R |
3Fl |
|
|
3 380 20 |
22,5кгс/ см2 2,25МПа |
|||||||
|
|
|
|
|
||||||||
изг |
2bh2 |
|
|
2 12 6,52 |
|
|||||||
ЗАДАЧА 38. |
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Rвл |
|
|
||||
Коэффициент размягчения: Кр |
|
|
300 0,86 |
|||||||||
Rсух |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
350 |
|||||
т.к. Кр >0,8 материал считают водостойким. |
||||||||||||
ЗАДАЧА 39. |
|
|
|
|
|
|
|
Rвл |
|
|||
Коэффициент размягчения: Кр |
|
24 0,62 |
||||||||||
Rсух |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
39 |
||||
Материал не водостойкий, т.к. Кр < 0,8.
ЗАДАЧА 40. |
Rвл |
|
|
|
|
Коэффициент размягчения известняка: Кр |
|
60 |
0,67 |
||
Rсух |
90 |
||||
|
|
|
т.к. Кр <0,8 , то данный материал для устройства фундаментов во
влажных грунтах применять нельзя.
ЗАДАЧА 41.
Коэффициент размягчения: Кр RRсухвл ,
отсюда Rвл Кр Rсух 0,41 12 4,92МПа
Rсж Rсжсух Rсжвл 12 4,92 7,08МПа
Прочность гипсового блока снизится на 7,08 МПа.
16
ЗАДАЧА 42. |
|
|
|
|
|
||
Коэффициент размягчения: Кр |
Rвл |
|
410 |
0,85 |
|||
Rсух |
480 |
||||||
|
|
|
|
|
|||
Материал водостойкий, т.к. Кр 0,8. |
|
|
|
|
|
||
ЗАДАЧА 43. Коэффициент размягчения: |
Кр |
Rвл |
, |
||||
Rсух
отсюда Rвл Кр Rсух 0,87 14,4 12,5МПа
Rсж Rсжсух Rсжвл 14,4 12,5 1,9МПа
Прочность кирпича снизится на 1,9 МПа.
ЗАДАЧА 44.
Коэффициент плотности бетона при средней плотности 2,4 т/м3
составляет |
kпл |
m |
100% |
2,4 |
100 89% |
, а при средней плотности 1900 |
||
|
2,7 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
кг/м3 – kпл |
|
|
|
1900 |
|
|
|
|
m |
100% |
|
100 70% |
|
||||
|
2700 |
|
||||||
Снижение плотности: 89 70 19% Снижение прочности: 26 1,9 49,4кгс/ см2
Прочность бетона при средней плотности 1900 кг/м3 :
200 49,4 150,6кгс/ см2 .
ЗАДАЧА 45.
Модуль основности: Мo %СаО %МgO %Na2O(К2О)
%SiO2 %Al2O3
Получим: Мo %СаО %МgO 37 9 1,64 ,
%SiO2 28
т.к. Mo>1, материал будет стоек в щёлочной среде.
17
ОГЛАВЛЕНИЕ |
|
ПРЕДИСЛОВИЕ.................................................................................................. |
3 |
ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ................... |
4 |
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ.............................................................................................. |
9 |
Учебное издание
Кислицына Светлана Николаевна
РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО СТРОИТЕЛЬНОМУ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ
Методические указания №1 по выполнению самостоятельной работы
Под общ. ред. д-ра техн. наук, проф. Ю.П. Скачкова
В авторской редакции Верстка Т.Ю. Симутина
_______________________________________
Подписано в печать 22.06.15. Формат 60х84/16. Бумага офисная «Снегурочка». Печать на ризографе. Усл.печ.л. 1,04. Уч.-изд.л. 1,12. Тираж 80 экз. Заказ № 240.
_______________________________________________________________
Издательство ПГУАС. 440028, г. Пенза, ул. Германа Титова, 28
18