
Домашняя контрольная работа
Основные строительные материалы. Свойства, методы расчета составов.
Вариант №14
Содержание работы
1. Определение физических свойств строительных материалов.
2. Определение механических свойств строительных материалов.
3. Определение физико-механических свойств древесины.
4. Подбор составов строительных растворов.
5. Теоретическая характеристика материалов, применяемых при строительстве, ремонте и реконструкции зданий и сооружений.
Выполнение работы
Задание №1.
Теоретическое обоснование
Определение физических свойств строительных материалов
Физические свойства материала характеризуют его поведение под воздействием физических факторов, моделирующих воздействие внешней среды и условия работы материала (действие воды, высоких и низких температур и т. п.). К физическим свойствам относятся плотность, пористость, влажность, водопоглощение, морозостойкость.
В зависимости от того, берется ли в расчет объем только самого вещества, из которого состоит материал, или весь объем материала с порами и пустотами, различают истинную и среднюю плотность.
Истинная плотность ρ (кг/м3) — масса единицы объема материала, когда в расчет берется только объем твердого вещества V(м3):
.
(1)
Таким образом, истинная плотность характеризует не материал, а вещество, из которого состоит материал, – это физическая константа вещества.
У каменных материалов как природных (песок, гранит, известняк), так и искусственных (кирпич, бетон, стекло), состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность колеблется в пределах 2500 – 3000 кг/м3.
Истинная плотность органических материалов, состоящих в основном из углерода, водорода и кислорода (битум, полимеры, масла), составляет 800 – 1200 кг/м3. Относительно высокая истинная плотность у древесины – около 1500 кг/м3.
Средняя плотность материала ρm (кг/м3) – физическая величина, определяемая отношением массы m (кг) материала ко всему занимаемому им объему Vест (м3), включая имеющиеся в нем поры и пустоты:
.
(2)
Следовательно, плотность материала меняется в зависимости от его структуры. Поэтому искусственные материалы (бетоны, керамику и т. п.) можно получать с заданной (требуемой) плотностью. Например, меняя пористость бетона, можно получить как тяжелый бетон плотностью до 2500 кг/м3, так и особо легкий – плотностью менее 500 кг/м3.
Пористость – степень заполнения объема материала порами, %:
.
(3)
Обычно пористость рассчитывают исходя из средней и истинной плотности материала:
.
(4)
Влажность – содержание влаги в материале в данный момент, отнесенное к единице массы материала в сухом состоянии. Влажность Wm (%) определяют по формуле
,
(5)
где
– масса материала в естественно влажном
состоянии, г;
– масса
материала, высушенного до постоянной
массы, г.
Водопоглощение
—
способность материала поглощать влагу
и удерживать ее в своих порах. Водопоглощение
характеризуется максимальным количеством
воды, поглощаемым образом материала
при выдерживании его в воде, отнесенным
к массе сухого образца (водопоглощение
по массе
)
или к его объему (объемное водопоглощение
).
Водопоглощение и (%) определяют по формулам:
;
(6)
,
(7)
где – масса материала в насыщенном водой состоянии, г;
– масса сухого материала, г;
– объем
материала в сухом состоянии,
см3;
Выполнение задания
Образец
камня мрамора неправильной формы весил
на воздухе G
= 125 г (в сухом состоянии). После покрытия
поверхности образца парафином вес его
в воде составил GB
= 48 г.
На
парафинирование образца израсходовано
парафина Gn
= 0,95 г
со
средней плотностью
– 0,9 г/см3.
Вычислить
среднюю плотность мрамора (плотность
воды принять
= 1 г/см3).
Решение
G=125+0.95=125.95 г.
Ответ: