Voprosy i zadachi

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
К разделу 1 «Основы строительного материаловедения»
Охарактеризуйте основные виды стандартов, применяемых в области строительных материалов и строительства.
Как влияет состав строительного материала на его свойства (с примерами)?
Назовите основные типы структур строительных материалов и охарактеризуйте их связь со свойствами материала.
Охарактеризуйте основные физические свойства строительных материалов.
Как влияет пористость строительного материала на его свойства?
Как меняются свойства строительных материалов (с примерами) под воздействием атмосферных факторов?
Чем объясняется разрушающее действие на строительный материал воды и мороза, от чего зависит морозостойкость материала и чем характеризуется?
От чего и как зависит теплопроводность строительных материалов?
Какие материалы называют огнеупорными? Области применения огнеупорных материалов.
Как изменяются свойства строительных материалов по мере их увлажнения? Приведите примеры.
Охарактеризуйте основные механические свойства строительных материалов.
Какие схемы испытаний используются для определения прочности материалов при сжатии, изгибе, растяжении?
Как влияют и почему размеры, форма образцов и условия испытания на прочность при сжатии строительных материалов?
Что такое коэффициент размягчения и коэффициент конструктивного качества строительных материалов? Какие свойства они характеризуют?
К разделу 2 «Основные виды сырья для производства строительных материалов»
Назовите три группы горных пород по условиям их образования (по генетическому признаку).
Выпишите в виде таблицы главнейшие изверженные (глубинные) горные породы, укажите их плотность, предел прочности на сжатие, минеральный состав и область применения в строительстве.
Укажите основные породообразующие минералы.
Наличие каких минералов в составе природного каменного материала придаёт ему прочность при ударном воздействии нагрузки?
Что такое выветривание горных пород и какие существуют меры для защиты от выветривания каменных материалов?
Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния и используемые для получения минеральных вяжущих веществ.
Охарактеризуйте технические свойства горных пород осадочного происхождения, применяемых в строительстве.
Как образовались глины в природе, и каковы их основные минеральные компоненты?
К какому типу и какой группе горных пород относятся гравий, кварцит, доломит, базальт, песок, известняк, мрамор?
Какие горные породы используются для производства строительных материалов, например, вяжущих, бетонов, растзоров?
Какие техногенные отходы могут быть использованы для производства строительных материалов?
Каковы состав и структура металлургических шлаков?
К разделу 3 «Природные каменные материалы»
Охарактеризуйте основные виды обработки природных каменных материалов.
Опишите основные строительно-технические свойства природных каменных материалов.
Как добывают и обрабатывают природный камень?
Какие виды природных каменных материалов применяются в строительстве?
Где применяют плотные природные каменные материалы и где пористые?
Как предохранить каменные материалы в сооружениях от разрушения?

К разделу 4 «Обжиговые каменные материалы»
Укажите основные требования к сырью для производства керамических изделий.
Какие добавки и для каких целей вводятся в глину при изготовлении керамических изделий?
Что происходит с глинами при нагревании (подробно)?
Как влияют обжиговые свойства глин на структуру и свойства керамических изделий?
Перечислите имеющиеся разновидности керамического кирпича.
Какие стеновые керамические изделия относятся к группе эффективных и в чём их преимущества по сравнению с обыкновенным кирпичом?
Какие разновидности облицовочной керамики применяют в строительстве, и какие требования предъявляют к сырьевым компонентам?
Что представляет собой строительное стекло, какие сырьевые материалы применяют для его изготовления?
Охарактеризуйте основные виды стекла, применяемые в строительстве и их строительно-технические свойства.
В чем особенности структуры ситаллов и их свойств?
Как получают и какими свойствами обладают шлакоситаллы?

К разделу 5 «Минеральные вяжущие вещества»
Сравните по химическому составу и структуре гипсовые вяжущие (3-модификации и а-модификацпи (высокопрочный гипс); определите свойства и назовите области применения разновидностей гипсовых вяжущих.
Какие существуют меры по повышению водостойкости гипсовых вяжущих?
В каком виде и для каких целей применяют воздушную известь?
Что такое известь-кипелка и известь-пушонка? Их характеристика по ГОСТ?
В каком виде и для каких целей применяют гидравлическую известь в строительстве?
Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и в чём их основное отличие от других вяжущих материалов?
Каковы свойства магнезиальных вяжущих веществ? В чём основное отличие каустического магнезита от каустического доломита?
Что такое портландцемент? Каков его химический и минеральный состав?
Какое сырьё применяют для производства портландцемента?
Объясните влияние минерального состава на прочность и экзотермию портландцемента, используя сведения о процессах гидратации главных клинкерных минералов.
11. Какие химические соединения возникают при гидратации портландцемента и как они влияют на свойства цементного камня?
Какие существуют теории твердения портландцемента? Их основные положения.
Укажите различие понятий: «активность» и «марка» цемента по прочности. Как определить марку цемента?
Какое влияние оказывает окружающая среда на твердение портландцемента и как ускорить процесс твердения?
Усадка цементного камня. От чего зависит усадка, виды усадки?
Что такое цементная «бацилла», и какие существуют меры защиты от этого вида коррозии цементного камня?
Состав, свойства и области применения быстротвердеющих и высокопрочных портландцементов.
Опишите основные свойства специальных цементов: гидрофобного и пластифицированного, расширяющегося и напрягающего.
Состав, свойства и области применения сульфатостойких и дорожных портландцементов.
Состав, свойства и области применения декоративных цементов.
Приведите примеры гидравлических добавок и укажите их назначение.
Что такое глинозёмистый цемент, какими свойствами он обладает и где применяется в строительстве?
Каков химический состав глинозёмистого цемента, и какие основные химические реакции протекают при его твердении?
Состав, свойства и условия применения расширяющихся и напрягающих цементов.

К разделу 6 «Бетоны»
Что такое цементный бетон, из чего он состоит и по каким признакам классифицируется?
Какова роль вяжущего, заполнителей, воды и добавок в бетоне?
Какие требования предъявляются к заполнителям тяжёлого бетона?
Классификация химических добавок в бетон.
Охарактеризуйте основные свойства бетонной смеси.
Каким образом оценивают консистенцию бетонной смеси? От чего зависят подвижность и жёсткость бетонной смеси?
Связь реологических и технических свойств бетонной смеси; классификация смесей по показателям удобоукладываемости.
Применение пластификаторов для регулирования удобоукладываемости бетонной смеси и экономии цемента.
Как влияет структура цементного бетона на его свойства?
Охарактеризуйте основные свойства тяжёлого бетона.
Что такое класс бетона и его марка по прочности на сжатие?
Какие факторы и как влияют на прочность цементного бетона?
Основной закон прочности бетона, его физический смысл и математическое выражение.
Как влияют температура и влажность среды на твердение тяжёлого бетона?
15. 0т чего зависит и каким образом можно повысить морозостойкость цементного бетона?
Чем характеризуется и от чего зависит водонепроницаемость бетона?
Перечислите виды пор тяжёлого бетона. Какие виды пор влияют на морозостойкость и проницаемость тяжёлого бетона.
Какие деформации испытывает цементный бетон под действием атмосферных факторов?
Охарактеризуйте отношение цементного бетона к действию повышенных температур. Как повысить его жаростойкость?
Что такое коррозия бетона, и какие существуют меры защиты бетона от коррозии?
Чем отличается производственный состав бетона от номинального состава? Какие существуют способы выражения состава бетона?
Что такое бетон с химическими добавками и в чём его отличие от обычного тяжёлого бетона?
Что такое гидротехнический бетон и каковы его основные свойства?
Опишите исходные материалы для дорожного цементного бетона и отличия технологии приготовления этого бетона.
Эффективность легких бетонов (на пористом заполнителе и ячеистого) по сравнению с тяжелым бетоном.
Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется в строительстве?
Что такое поризованный лёгкий бетон и в чём его отличие от лёгких бетонов?
Что такое пенобетон и газосиликат? Сходство и различие структуры и свойств этих материалов?
Из каких сырьевых материалов изготавливают арболит?
Железобетон как композиционный материал, назначение (функция) и взаимодействие бетона (матрицы) и арматуры; защитная роль бетона по отношению к стальной арматуре. Что такое железобетон и каковы предпосылки успешной совместной работы бетона и стальной арматуры?
Что такое предварительно напряжённый железобетон и каковы его преимущества по сравнению с обычным железобетоном?
Что такое фибробетон и в чём особенности мелкозернистого бетона?

К разделу 7 «Строительные растворы»
Чем отличаются строительные растворы от бетона?
Классификация строительных растворов.
Для каких целей предназначены строительные растворы?
Назовите основные компоненты строительных растворов. Зачем добавляется известь в цементные строительные растворы?
Перечислите основные свойстза строительных растворов.
От чего зависит прочность строительного раствора? Формула прочности Л.Н.Попова?
Что такое сухие растворные смеси? Основные характеристики и эффективность их производства и применения.

К разделу 8 «Силикатные изделия автоклавного твердения»
Какие физико-химические процессы протекают при автоклавной обработке известково-песчаных смесей?
Что такое силикатный кирпич и силикатный бетон? Их составы.
Назовите свойства и области применения силикатного кирпича.
Перечислите разновидности силикатного бетона и их области применения.
К разделу 9 «Металлы и изделия из них»
Какими характерными свойствами обладают металлы, как материалы для строительных конструкций и изделий?
Какие дефекты строения характерны для металлов и как влияют на их физико-механические свойства?
Что такое сталь и чугун? Их основные виды.
Какие из цветных металлов имеют наибольшее применение в строительстве?
Какими показателями характеризуются свойства черных металлов и как они определяются?
Какие основные фазы различают в структуре железо-углеродистых сплавов?
Виды и марки строительных сталей.
Основные достоинства легированных сталей.
Перечислите виды соединений металлических изделии в конструкции, какие различают виды сварки.
Основные виды металлических изделий для строительства.
Перечислите виды коррозии металлов и опишите меры зашиты от неё.

К разделу 10 «Материалы и изделия из древесины»
Назовите основные ядровые, заболонные и спелодревесные породы дерева.
Положительные и отрицательные свойства древесины как строительного материала?
В каких сечениях изучается макроструктура древесины? Объясните основные элементы торцового сечения дереза.
Назовите основные элементы макро- и микроструктуры древесины.
Формы связи воды в древесине, равновесная влажность, влияние влажности на свойства древесины.
Опишите способы предохранения древесины от гниения и возгорания.
Основные пороки древесины и их влияние на прочность древесины.
Какие виды трещин бывают у дерева и как предотвратить появление трещин при сушке и хранении?
К разделу 11 «Конструкционные материалы на основе органических вяжущих веществ»
Каковы состав и строение битумов?
По каким показателям определяют марку битума?
Перечислите строительные материалы на основе битумных и дегтевых органических вяжущих.
Назовите состав асфальтобетона и его свойства.
В результате чего идет процесс твердения асфальтобетонов?
Состав и классификация полимерных вяжущих.
Что такое полимеризационные и иолкконленсационные полимеры, термопластичные и термореактивные, приведите примеры.
Назовите положительные и отрицательные свойства полимерных материалов.
Из каких компонентов состоит пластмасса?
В чём особенности твердения и свойств полимербетонов?
Виды, свойства и области применения конструкционных пластмасс.
В чем заключается модификация традиционных материалов (и каких) полимерами?

К разделу 12 «Гидроизоляционные и кровельные материалы»
Выпишите в виде таблицы известные вам кровельные материалы, с указанием их основных свойств.
В чём отличие наплавляемого рубероида от обычного? Чем отличается пергамин от рубероида?
Назовите основные гидроизоляционные материалы, получаемые на основе полимеров и битумополимеров.
Что такое битумная эмульсия и чем обеспечивается её устойчивость от коагуляции и седиментации при хранении'?
Из чего делают пленочные полимерные материалы и их свойства
К разделу 13 «Теплоизоляционные материалы»
Особенности строения теплоизоляционных материалов, их классификация.
Технико-экономическое значение теплоизоляционных материалов при применении з ограждающих строительных конструкциях.
Важнейшие материалы для тепловой изоляции строительных конструкций.
Что служит сырьем для изготовления неорганических теплоизоляционных материалов, и в каком виде эти материалы применяют?
Минеральная вата и минераловатные изделия. Получение и области применения.
Какие полимерные связки применяют при получении минераловатных изделий и каковы преимущества этих связок перед битумными?
Что служит сырьём для изготовления теплоизоляционных материалов на основе неорганических вяжущих веществ.
Что такое пеностекло и для чего его применяют?
Какими свойствами обладают ячеистые пластмассы? Области их применения.
В чем преимущество неорганических теплоизоляционных материалов перед органическими?
К разделу 14 «Акустические материалы и изделия»
Какие материалы называются акустическими и их классификация?
Какую функцию выполняют звукопоглощающие материалы? Назовите материалы, способствующие звукопоглощению в помещениях.
Свойства основных видов звукопоглощающих материалов.
Назовите основные звукоизоляционные материалы. Особенности их структуры и свойств.

К разделу 15 «Отделочные материалы»
Какие материалы применяют для отделки поверхностей зданий и помещений?
Требования, предъявляемые к отделочным материалам.
Основные пигменты строительных красочных составов.
Водные красочные составы. Известковые, клеевые, силикатные и другие составы, их свойства и области применения.
Виды олиф, их свойства и применение в масляных красочных составах?
Полимерные красочные составы. Лаки. Эмали. Их свойства, применение.
Назовите основные материалы для полов.

К разделу 16 «Основные процессы в технологии конструкционных материалов»
Назовите типичные переделы (операции) при получении строительных материалов и основные требования к ним.
В чем преимущества сухих способов приготовления сырьевой смеси по сравнению с мокрыми в технологии обжиговых материалов?
Для чего необходимо уплотнение сырьевой смеси при формовании строительных изделий?
В чем смысл обработки отформованных изделий, и какие явления сопровождают процессы их структурообразования?
Перечислите основные операции в технологии бетонных и железобетонных изделий и конструкций.
Охарактеризуйте основные способы приготовления бетонной смеси.
Изложите существующие способы формования бетонной смеси.
Как влияет виброуплотнение на структуру бетонной смеси?
Укажите способы ускорения твердения тяжёлого бетона.
Опишите процессы, происходящие при тепловой обработке тяжёлого бетона. Что влияет на характер нарастания прочности при тепловой обработке?
Охарактеризуйте основные схемы производства сборного железобетона.
Как изготовляют монолитный железобетон?
Назовите преимущества сборно-монолитных конструкций.
ЗАДАЧИ ПО МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЮ И ТЕХНОЛОГИИ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Решение задач по основным свойствам материалов
Знание основных свойств строительных материалов дает возможность рационально использовать их, а также производить инженерно-технические расчеты в строительстве. Так, например, по известным значениям истинной и средней плотности материала можно рассчитать его пористость, что позволяет составить достаточно полное представление о прочности, водопоглощении, теплопроводности и других свойствах материалов и на этом основании решать вопрос о их применении в тех или иных конструкциях и сооружениях. Величины средней и насыпной плотности строительных материалов необходимы для расчета нагрузок, для определения массы конструкций и сооружений, для транспортных расчетов, для выбора емкости складских помещений и т.п.
Расчеты прочности и устойчивости конструкций и сооружений невозможны без данных о прочности применяемых материалов. Невозможен прогноз их долговечности без знания таких свойств материалов как отношение к влаге, смене температур, к воздействию окружающей среды и т.д.
Ниже даются примеры таких расчетов, основанных на знании основных свойств строительных материалов.
Задача 1. Горная порода имеет истинную плотность 2,5 г/см3. Определить пористость образца породы, если известно, что его водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе.
Решение. Отношение водопоглощения по объему к водопоглошению по массе материала равно его средней плотности
·0, т.е.
(В0 ·
·в) / Вм =
·0,
где
·в – плотность воды, 1 г/см3 .
Следовательно, средняя плотность образца горной породы
·0 = 1,7 г/см3. Пористость образца П (%) породы:
П = (1 – (
·0 /
·))·100,
где
· – истинная плотность материала
Отсюда
П = (1 – (1,7 / 2,5))·100 = 32 %,
Ответ: пористость образца горной породы 32 %
Задача 2. Масса образца легкого бетона в сухом состоянии равна 118 г, а после парафинирования – 120 г. Образец, покрытый парафином, вытесняет из объемомера 98 г воды. Рассчитать коэффициент теплопроводности бетона.
Решение. Сначала определяем объем парафина Vп (см3), затраченного на покрытие образца, по формуле
Vп = (т1 – т) /
·п,
где т1 – масса образца покрытого парафином, г; т – масса сухого образца, г;
·п – плотность парафина, равная 0,930 г/см3.
Vп = (120 – 118) / 0,930 = 2,15 см3,
Вычисляем среднюю плотность образца
·0 по формуле

·0 = т / (V1 – Vп)
где V1 – объем образца с парафином, численно равный массе воды, вытесненной образцом, см3; т.е.

·0 = 118 / (98 – 2,15)= 1,23 г/см3
Коэффициент теплопроводности бетона
· [Вт/(м · °С)] рассчитываем по формуле В.П. Некрасова
13 EMBED Equation.3 1415
где
· – относительная плотность материала, т.е.
13 EMBED Equation.3 1415 Вт/(м · єС)
Ответ: коэффициент теплопроводности бетона равен 0,53 Вт/(м · єС).
Задача 3. Бетонный кубик с размером ребра 15 см разрушился при испытании на гидравлическом прессе при показании манометра 9,5 МПа. Определить предел прочности бетона при сжатии, если площадь поршня пресса равна 570 см2.
Решение. Предел прочности при осевом сжатии Rсж (МПа) вычисляется по формуле
Rсж = Рразр / А,
где Рразр – разрушающая сила, Н; А – площадь сечения до испытания, мм2.
Для определения разрушающей силы Рразр в Н, необходимо показания манометра в МПа в момент разрушения кубика умножить на площадь поршня в мм2, т.е.
Рразр = 9,5 · 57000 = 541500 Н
Предел прочности бетона при сжатии равен
Rсж = 541500 / 22500 = 24,1 МПа
Ответ: предел прочности бетона при сжатии равен 2,41 МПа.

Контрольные задания
Масса образца камня в сухом состоянии равна 50 г. Определить массу образца после насыщения его водой, а также его истинную плотность, если известно, что водопоглошение образца по объёму равно 18 %, а пористость – 25 % и средняя плотность – 1800 кг/м3.
Определить пористость образца камня, если известно, что его водопоглошение по объёму в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а истинная плотность равна 2,6 г/см3.
Камневидный материал в виде образца – куба, ребро которого равно 6,5 см, в сухом состоянии имеет массу 495 г. Определить коэффициент теплопроводности (ориентировочный) и возможное назначение материала.
Масса образца камня в сухом состоянии 76 г. После насыщения образца водой его масса увеличилась до 79 г. Определить плотность и пористость камня, если его водопоглошение по объёму составляет 8,2 %, а истинная плотность равна 2,68 г/см3.
Сухой образец камня при испытании на сжатие разрушился при показании манометра 100 МПа. Определить пред
·ел прочности при сжатии образца в насыщенном водой состоянии, если известно, что коэффициент размягчения равен 0,6, а площадь образца в 2 раза больше площади поршня гидравлического пресса.
Определить плотность каменного образца неправильной формы, если на воздухе его масса равна 80 г. Масса образца, покрытого парафином, равна 80,75 г. При взвешивании парафинированного образца в воде получили 39 г.
Определить коэффициент размягчения камня, если при испытании образца в сухом состоянии на сжатие максимальное показание манометра пресса было равно 38,8 МПа, тогда как такой же образец в водонасыщенном состоянии показал предел прочности при сжатии 20,1 МПа. Образец имел форму куба с ребром 7 см. Площадь поршня пресса равна 50 см2.
Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня Б, если известно, что истинная плотность обоих камней практически одинакова и составляет 2,72 г/см3, но средняя плотность камня А на 20 % больше, чем камня Б, у которого водопоглощение по объёму в 1,8 раза больше водопоглощения по массе ?
Какую минимальную полезную площадь должен иметь цементный склад для размещения 1250 т цемента в россыпи со средней насыпной плотностью 1250 кг/м3, если высота слоя цемента на складе во избежание слеживания не должна превышать 1,5 м ?
10. Пикнометр с навеской вяжущего вещества весил 34,30 г, а пустой – 24,10 г. Когда в пикнометр с навеской влили керосин до метки, то вес его стал равен 74,17 г, а вес пикнометра с керосином (без навески) был равен 66,60 г. Рассчитать истинную плотность вяжущего вещества, если вес пикнометра с водой (без навески) равен 74,20 г.
Дозировочный бункер для песка имеет форму цилиндра с диаметром 100 см и высотой 120 см и весит с песком 1585 кг, а пустой – 84 кг. Определить общую пористость песка в бункере, принимая истинную плотность песка равной 2,64 г/см3.
Масса образца камня в сухом состоянии равна 60 г. При насыщении водой масса стала 70 г. Определить среднюю плотность, водопоглошение по массе и пористость камня, если водопоглошение по объёму составляет 21 %, а истинная плотность – 2,4 г/см3.
13. Наружная стеновая панель из газобетона имеет размеры 3,1 Ч 2,9 Ч 0,30 м и массу 2,16 т. Определить пористость газобетона, принимая его истинную плотность равной 2,81 г/см3.
14. Водопоглошение по массе и объёму бетона соответственно равно 3,9 % и 8,6 %. Рассчитать общую пористость бетона при его истинной плотности 2,72 г/см3.
15. Керамзитобетонная наружная стеновая панель размерами 3,1 Ч 2,8 Ч 0,25 м весит 2,25 т при влажности 13,2 %. Рассчитать среднюю плотность керамзитобетона во влажном и абсолютно сухом состоянии.
Бетонный кубик с размером ребра 20 см разрушился на гидравлическом прессе при показании манометра 12,5 МПа. Определить прочность бетона при сжатии, если диаметр поршня пресса равен 24 см.
Предел прочности при сжатии бетона, имеющего среднюю плотность 2300 кг/м, равен 19,5 МПа. Какую прочность будет иметь бетон из тех же материалов, имеющий плотность 1800 кг/м3, если установлено, что при повышении пористости бетона на каждые 10 % прочность его снижается в среднем на 2,6 МПа. Истинную плотность бетона принять равной 2,7 г/см3.
Сосновый брус сечением 10 Ч 20 см (толщина Ч высота) лежит на двух опорах, отстоящих друг от друга на 4 м. Посередине бруса к нему была приложена максимальная нагрузка 2,1 т, которая вызвала излом бруса. Рассчитать предел прочности бруса при изгибе.
Кубик из газобетона с размером ребра 20 см погружён в воду. В первый момент, когда поглощением воды можно пренебречь, кубик плавает в воде, и высота его над уровнем воды составляет 6,5 см. Определить пористость газобетона, принимая его истинную плотность равной 2,79 г/см3.



Решение задач по свойствам неорганических вяжущих веществ

Современное строительное производство располагает большой номенклатурой вяжущих веществ с широким диапазоном их свойств. При применении таких широко распространенных вяжущих, как портландцемент и его разновидности необходимо уметь правильно определить важнейшие строительные свойства вяжущего по его минеральному составу, количеству воды затворения, экзотермии и другим исходным данным.
Кроме того, при изготовлении некоторых воздушных вяжущих веществ, являющихся местными вяжущими, которые вырабатываются в районах их потребления, часто возникает необходимость в выполнении технологических расчетов по их производству (расчет необходимого количества сырья, количества воды для гашения извести и др.). Подобные технологические расчеты необходимы также при изготовлении таких распространенных материалов как изделия строительной керамики.
Ниже даются наиболее типичные примеры таких расчетов.
Задача 1. Для производства извести употребляется известняк, содержащий 5 % глинистых и кварцевых примесей и 3 % влаги. Определить, к какому сорту (по активности) будет относиться полученная известь.
Решение. Общее содержание примесей и влаги в известняке составляет 5 + 3 = 8 %: следовательно, карбоната кальция СаСО3 в 1 тонне известняка содержится 920 кг.
Получение извести происходит по реакции СаСО3 СаО + СО2.
Молекулярные массы СаСО3 и СаО соответственно равны 100 и 56. Таким образом, выход извести из 920 кг СаСО3 составит 920 · 56 / 100 = 515 кг. Состав полученного продукта: СаО – 515 кг; примеси – 50 кг; итого – 565 кг.
Содержание СаО в смеси (515 / 565) · 100 = 91 %.
Следовательно, известь по активности относится к 1 сорту (более 90 %). Ответ: известь по активности относится к 1 сорту.
Задача 2. Определить пористость цементного камня из пуццоланового портландцемента, если цементное тесто содержало 37 % воды (В/Ц = 0,37). Количество химически связанной воды после затвердевания составило 7 % от всей воды затворения. Истинная плотность цемента 3,05 г/см3.
Решение. Расчет ведем на 1 кг цемента. Объем цементного теста равен сумме абсолютных объемов цемента и воды затворения:
13 EMBED Equation.3 1415 см3.
Пористость в цементном камне (капиллярная пористость) получается за счет испарения не вступившей в химическое взаимодействие с цементным камнем воды, объем пор будет равен объему этой воды.
13 EMBED Equation.3 1415 см3.
Определяем пористость цементного камня
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: пористость цементного камня 49,3%.
Задача 3. Какой пористостью будет обладать цементный камень, если при затворении цементного теста водоцементное отношение составляло 0,45, а за время твердения химически связалось 18 % всей воды. Остальная вода испарилась. Истинная плотность цемента равна 3,1 г/см3.
Решение. Расчет ведем на 1 кг цемента. Его абсолютный объем равен
13 EMBED Equation.3 1415 см3.
Воды при затворении взято 1000 · 0,45 = 450 г или 450 см3.
Количество химически связанной воды 450 · 0,18 = 81 см3.
Испарилось несвязанной воды 450 – 81 = 369 см3, т.е. объем пор в цементном камне, образовавшихся в результате испарения воды, равен 369 см3.
Пористость цементного камня равна
13 EMBED Equation.3 1415.
Ответ: Пористость цементного камня равна 47,8%.

Контрольные задания
Рассчитать выход негашеной комовой извести из 8 т сухого известняка, содержащего 5 % примесей; сколько при этом будет получено извести-пушонки, если активность негашёной извести составила 85 %, а влажность пушонки – 4 %.
Сколько каустического магнезита можно получить при обжиге 15 т природного магнезита, содержащего 8 % неразлагающихся примесей?
Сколько активной MgO будет содержаться в продукте обжига 10 т чистого доломита (диссоциацией СаСО3 при заданном режиме обжига пренебречь)?
Определить объём цементного теста нормальной густоты, полученный из 1 кг пуццоланового портландцемента. Истинная плотность цемента – 2,85 г/см3, водопотребность – 30 %.
Цемент при полной гидратации химически связывает 32 % воды от массы цемента. Определить пористость цементного камня из теста с водо-цементным отношением В/Ц = 0,35, если степень гидратации цемента составила 40 %. Истинная плотность цемента 3,1 г/см3.
Определить пористость цементного камня из пуццоланового портландцемента, если цементное тесто содержало 40 % воды (В/Ц = 0,40). Количество химически связанной воды после затвердевания составило 12 % от массы цемента. Истинная плотность цемента 2,85 г/см3.
Рассчитать, сколько свободной извести Са(ОН)2 выделится при гидратации 10 кг портландцемента (без активных минеральных добавок), содержащего 54 % С3S и 22 % C2S. если гидратация алита прошла на 65 %, а гидратация белита – на 10 %?
Сколько получится строительного гипса из 1 т гипсового камня, содержащего 8 % примесей?
Сколько тепла выделяется при гашении 5 кг извести–кипелки, содержащей 90 % активной СаО, если каждый килограмм СаО выделяет при гашении 1160 кДж тепла?
Сколько известкового теста (по массе и объёму), содержащего 40 % воды, можно получить из 27 т извести–кипелки, имеющей активность 88 % (по содержанию СаО)? Плотность теста 1400 кг/м3.
Сколько можно получить извести–кипелки из 5 т известняка, содержащего в виде примеси 2 % песка и 3 % глинистых примесей?
Цемент при полной гидратации химически связывает 36 % воды по отношению к массе цемента. Определить пористость цементного камня из теста с В/Ц = 0,4, если степень гидратации составит 30 %. Истинная плотность цемента – 3,1 г/см3.
Определить объём цементного теста нормальной густоты, полученный из 1 кг портландцемента. Истинная плотность цемента – 3.13 г/см3, водопотребность 24 %.
При затворении гипса 50 % воды начало схватывания теста составило 2 мин, а конец схватывания – 10 мин, а при затворении этого же гипса 65 % воды – соответственно 6 и 18 мин. Показать (графически) зависимость сроков схватывания гипса от водогипсового отношения и, считая её прямолинейной, определить сроки схватывания этого гипса при водогипсовом отношении 58 %.
Сколько квадратных метров сухой штукатурки толщиной 10,5 мм (без картона) можно получить из 10 т строительного гипса при затворении его 60 % воды, если плотность сырого затвердевшего гипса равна 2,1 кг/дм3?
Для затворения 5 кг строительного гипса взято 65 % воды. Определить пористость полученной абсолютно сухой гипсовой отливки при условии, что весь гипс состоял из полугидрата, а плотность сырой отливки равна 2,1 кг/дм3.
Сколько будет получено гидратной извести (пушонки) из 5 т извести–кипелки с активностью 88 %, если влажность гидратной извести равна 3,5 %?
Определить пористость цементного камня при водоцементном отношении 0,6, если химически связанная вода составляет 16 % от массы цемента, истинная плотность которого 3,1 г/см3.
Определить количество известкового теста по массе и объёму, содержащего 50 % воды и полученного из 2 т извести–кипелки, имеющей активность 85 % (по содержанию СаО). Плотность известкового теста 1420 кг/м3.

Решение задач по свойствам тяжелого бетона

Свойства бетонов определяются качеством составляющих их компонентов и количественным соотношением между ними. Поэтому чрезвычайно важно иметь практические навыки как в оценке качества составляющих бетона, так и в расчетах по проектированию их составов. Необходимо также уметь рассчитывать потребное количество материалов для производства заданного объема бетонных работ при известном составе бетона. В строительной практике весьма часты случаи, когда некоторые из ранее запроектированных компонентов бетона заменяются другими, отличающимися от первых по качеству, В таких случаях нужно уметь ввести в состав бетона необходимые коррективы с учетом свойств новых компонентов.
Приведенные ниже примеры задач и их решения помогут выполнить эти расчеты.
Задача 1. Расход цемента равен 300 кг на 1 м3 бетона, водоцементное отношение В/Ц = 0,6. Химически связанная цементом вода составляет 15 % от его массы. Определить пористость затвердевшего бетона.
Решение. Количество воды в 1 м3 бетонной смеси:
В = 300 · 0,6 = 180 кг или 180 дм3.
Количество воды, химически связанной цементом:
В1 = 0,15 · 300 = 45 кг или 45 дм3.
Количество свободной воды, не вступившей в химические реакции с цементом:
В2 = 180 – 45 = 135 дм3.
Следовательно, объем пор, образованных избыточной водой затворения, в 1 м3 бетона будет равен 13 EMBED Equation.3 1415 дм3.
Пористость затвердевшего бетона без учета гелевых пор в цементном камне и пор, образованных воздухом, который вовлекается в бетонную смесь при ее перемешивании:
13 EMBED Equation.3 1415
Ответ: пористость затвердевшего бетона 13,5 %.

Задача 2. Номинальный состав цементного бетона (по объему) 1 : 2,2 : 3,1 при водоцементном отношении В/Ц = 0,45. Сколько необходимо материалов для приготовления 150 м3 бетона при расходе на 1 м3 бетона 390 кг цемента? Влажность песка 6 %, щебня – 2 %. Насыпные плотности компонентов бетона: цемента– 1,3 т/м3; песка– 1,6 т/м3; щебня– 1,5 т/м3.
Решение. Находим насыпной объем цемента, расходуемого на 1 м3 бетона:
13 EMBED Equation.3 1415 м3.
Насыпной объем сухого песка, расходуемого на 1 м3 бетона:
0,3 · 2,2 = 0,66 м3.
Насыпной объем сухого щебня, расходуемого на 1 м3 бетона:
0,3 · 3,1 = 0,91 м3.
Расход воды на 1 м3 бетона: 0,39 · 0,45 = 0,176 т или 0,176 м3.
Расход цемента на 150 м3 бетона: 150 · 0,39 = 58,5 т.
Расход песка влажностью 6 % на 150 м3 бетона:
13 EMBED Equation.3 1415 т
Воды в песке содержится: 167,9 – 150 · 0,66 · 1,6 = 9,5 т или 9,5 м3.
Расход щебня с влажностью 2 % на 150 м3 бетона:
13 EMBED Equation.3 1415 т
Воды в щебне содержится: 213,4 – 150 · 0,93 · 1,5 = 4,2 т.
Всего вносится воды вместе с заполнителями:
9,5 + 4,2 = 13,7 т или 13,7 м3.
Расход воды на 150 м3 бетона: 150 · 0,176 – 13,78 = 12,7 м3.
Задача 3. При испытании в возрасте 8 суток средний предел прочности тяжелого цементного бетона в кубиках размером 100Ч100Ч100 мм оказался равным 8,4 МПа. К какой приблизительно марке по прочности относится испытанный бетон?
Решение. Находим ориентировочную прочность бетона в 28-суточном (марочном) возрасте по формуле
13 EMBED Equation.3 1415 МПа
Для перехода к образцам стандартного размера 150Ч150Ч150 мм, полученное значение прочности бетона умножаем на коэффициент 0,95 , т.е.
13,4 · 0,95 = 12,7 МПа.
Следовательно, бетон ориентировочно относится к марке по прочности Ml 00.
Ответ: бетон ориентировочно относится к марке по прочности Ml00.

Контрольные задания
Для приготовления бетона с прочностью в 14-суточном возрасте 16,8 МПа применяется портландцемент марки 400 и заполнители высокого качества. Рассчитать водоцементное отношение при изготовлении данного бетона.
Какой активности и марки должен быть портландцемент для получения бетона с прочностью в 7-суточном возрасте 11,5 МПа на рядовых заполнителях при водоцементном отношении В/Ц= 0,62?
Какой маркой по прочности будет обладать бетон, изготовленный на портландцементе с активностью 43,5 МПа и рядовых заполнителях при водоцементном отношении 0,55?
Определить плотность затвердевшего бетона, полученного из бетонной смеси состава по массе 1 : 1,9 : 3,8 при В/Ц = 0,52, и плотностью 2380 кг/м3, если химически связанной с цементом воды в бетоне содержится 16 % от массы цемента.
Сколько тонн щебня необходимо взять для изготовления бетонного фундамента, имеющего размеры 10,0Ч1,5Ч0,6 м, если насыпная плотность щебня равна 1,42 т/м3, истинная плотность – 2,80 г/см3, а коэффициент раздвижки зёрен щебня – 1,25?
Определить плотность и коэффициент выхода бетонной смеси состава 1 : 2 : 4,5 (по массе) при В/Ц = 0,59, если на 1 м3 его расходуется 350 кг цемента, а насыпные плотности цемента, песка и щебня составляют соответственно 1,2 ; 1,58 и 1,46 т/м3.
Определить расход материалов для получения 35 м3 бетона состава по массе 1 : 2 : 4,1 при В/Ц = 0,6, если плотность бетонной смеси составляет 2310 кг/м3.
Определить пористость бетонов, полученных из смесей, водоцементное отношение в которых было 0,5 и 0,75, и содержащих одинаковое количество воды затворения – 180 л на 1 м3 бетона. Химически связалось цементом воды в бетонах 15 % от массы цемента.
По известному составу бетона (расходы материалов на 1 м3 бетона: цемента – 330 кг; воды – 180 дм3; песка – 730 кг и щебня – 1260 кг) определить расчётную плотность бетонной смеси; плотность затвердевшего бетона (если к этому времени прореагировало с цементом 20 % воды от массы цемента) и пористость бетона, образовавшуюся вследствие потери избыточной воды затворения.
На 1 м3 бетона расходуется 285 кг портландцемента с насыпной плотностью 1,20 т/м3; 610 кг сухого песка с насыпной плотностью 1,56 т/м3; 1210 кг сухого щебня с насыпной плотностью 1,40 т/м3 и 162 дм3 воды. Составить дозировку материалов на один замес бетоносмесителя с емкостью по загрузке 425 дм3, если влажность песка равна 3 %, а щебня 2 %.
Номинальный состав тяжёлого бетона по массе был 1 : 1,9: 4,1 при В/Ц = 0,45. Плотность бетонной смеси оказалась разной 2235 кг/м3. Определить расход материалов на 1 м3 бетона при влажности песка 4 %, а щебня – 1 %.
Сколько кубометров щебня будет израсходовано на бетонирование покрытия дороги площадью 2500 м3 толщиной 15 см, если насыпная плотность щебня 1,38 т/м3, истинная плотность – 2,70 г/см3, а коэффициент раздвижки зёрен щебня – 1,15?
Сколько портландцемента марки 400 необходимо израсходовать на 1 м3 бетона марки по прочности М400 при рядовых заполнителях, если расход воды на 1 м3 бетона составляет 185 дм3?
Какой активности и марки должен быть портландцемент для получения бетона марки по прочности М200 на заполнителях низкого качества при водоцементном отношении В/Ц = 0,58?
Какой маркой по прочности будет обладать бетон, приготовленный из портландцемента марки 400 и заполнителей высокого качества при водоцементном отношении В/Ц= 0,65?
Для приготовления тяжёлого бетона марки по прочности М200 употребляются портландцемент с активностью 42 МПа и заполнители среднего качества (рядовые). Рассчитать водоцементное отношение при изготовлении данного бетона.
При испытании трёх бетонных кубиков с размером ребра 150 мм в 14-суточном возрасте на гидравлическом прессе с площадью поршня 572 см2 показания манометра были соответственно равны 8,2; 8,4; и 8,1 МПа. Какой марке по прочности соответствует бетон?
Определить минимально необходимую ёмкость бетоносмесителя и плотность бетонной смеси, если при одном замесе получается 2 т бетонной смеси состава 1:2:4 (по массе) при водоцементном отношении В/Ц = 0,6 и коэффициенте выхода, равном 0,7. Насыпные плотности материалов для бетона: песка – 1,6 т/м3, щебня – 1,5 т/м3 и цемента –1,3 т/м3.
Определить расход сухих материалов по массе и объёму на 1 м3 бетона, если номинальный состав его по массе 1 : 2,2 : 5,1 при водоцементном отношении 0,65. Насыпные плотности компонентов бетона: песка – 1600 кг/м3, щебня – 1450 кг/м3 и цемента – 1300 кг/м3. Коэффициент выхода нужно взять из справочных данных.
Плотность бетонной смеси номинального состава 1 : 1,9 : 4,1 (по массе) оказалась 2235 кг/м3. Водоцементное отношение было 0,45. Определить расход составляющих материалов на 1 м3 бетона, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 7 %, а гравия – 4,0 %.
Цементный бетон с 7-дневным сроком твердения показал предел прочности при сжатии 20 МПа. Определить ориентировочную активность цемента, если водоцементное отношение было 0,4.
Определить пористость цементного бетона состава 1 :1,9 : 4,5 (по массе) при В/Ц = 0,50, если химически связанная вода составляет 15 % от массы цемента. Плотность бетона 2390 кг/м3 при влажности 2 %.
Определить коэффициент выхода и плотность цементного бетона, если для получения 555 м3 его израсходовано 62,5 т цемента, 275 м3 песка и 525 м3 гравия, имеющих насыпные плотности соответственно 1,2; 1,6 и 1,5 т/м3. Водоцементное отношение было равно 0,4.
Номинальный состав цементного бетона по объёму 1: 2,5 : 3,1 при водоцементном отношении В/Ц = 0,45. Определить количество составляющих материалов по массе и объему на 135 м3 бетона, если на 1 м3 его расходуется 390 кг цемента, а влажность песка и гравия в момент приготовления бетонной смеси была соответственно равна 5,6 % и 3,0 %. Насыпная плотность цемента 1,3 т/м3, песка – 1,6 т/м3, гравия – 1,5 т/м3.









13 PAGE \* MERGEFORMAT 142915


































Root Entry

Приложенные файлы

  • doc 19073866
    Размер файла: 165 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий