close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

17. Материаловедение

код для вставкиСкачать
Федеральное агентство по образованию
Государственное образовательное учреждение высшего
профессионального образования
Воронежский государственный архитектурно-строительный университет
Кафедра материаловедения и технологии
строительных материалов
125
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Задачи для решения на практических занятиях
для студентов 2-го курса специальности 200503
«Стандартизация и сертификация»
Воронеж 2007
Составители A.M. Усачев, А.И. Макеев, Е.В.Баранов УДК
620.22 (07)
Материаловедение [Текст]: задачи для решения на практ. занятиях для
студ. 2-го курса спец. 200503 / Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т; сост.: A.M. Усачев, А.И. Макеев, Е.В. Баранов. - Воронеж, 2007. - 28 с.
Приведены варианты задач по дисциплине «Материаловедение».
Предназначены для студентов 2-го курса специальности 200503 «Стандартизация и сертификация». Библиогр.: 9 назв.
ВВЕДЕНИЕ
Задачи разработаны в соответствии с рабочими программами дисциплин «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов» для
студентов, обучающихся по специальности «Стандартизация и сертификация».
Основной целью изучения дисциплины «Материаловедение» является
получение основополагающих сведений о строении и свойствах строительных
материалов, а также их взаимосвязи и закономерностях изменения.
Дисциплина «Материаловедение» является базисной в учебном плане
подготовки инженеров-строителей для последующего изучения таких дисциплин, как: «Технологии конструкционных материалов», «Архитектура», «Техно логии строительного производства», «Железобетонные и каменных конструкции», «Конструкции из дерева и пластмасс», «Экономика и организация строительства».
Задачи, приведенные составителями, о хватывают геометрию, параметры состояния, структурные характеристики материалов, а также их основные
физико-механические свойства. Большое внимание уделяется статистической
обработки результатов.
Кроме того, приведены варианты контрольных задач и вопросов, которые выполняются студентами на практических занятиях в письменном виде и
позволяют оценить уровень приобретенных знаний.
Печатается по рекомендации редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Рецензент - С П. Козодаев, к.т.н, доц. кафедры технологии строительных изделий и конструкций ВГАСУ
3
РАЗМЕРЫ, ОБЪЕМ, КОЛИЧЕСТВО
ЗАДАЧА № 1
Определить количество одинарного и утолщенного керамического кир пича (прил. 2) для возведения стены длиной 6000, высо той 2500 и толщиной
510 мм {в два кирпича).
ЗАДАЧА № 2
Определить количество утолщенного силикатного кирпича (прил. 2) для
кладки подпорной стены размером 4,5x2,8x0,51 м.
ЗАДАЧА № 7
Определить объем бетонной смеси для сооружения силоса высотой 6 м,
внутренним диаметром 3 м и толщиной перегородки 10 см.
ЗАДАЧА № 8
Рассчитать количество бетонной смеси, м3 :
а) для заливки фундамента под оборудование размером 2000x2000x300 мм;
б) для изготовления колонны высотой 4,5 м и диаметром 250 мм;
в) для заливки фундамента под гараж с внутренними размерами 4x1,5 м;
глубина заливки фундамента - 1,2 м, ширина - 0,5 м.
ЗАДАЧА № 3
СТАТИСТИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА
Определить ко личество газосиликатных блоков размером 600x300x200
мм для возведения наружных стен гаража с внутренними размерами 6x4 и высотой 3 м. Толщина стены - 0,3 м.
ЗАДАЧА № 9
ЗАДАЧА № 4
Рассчитайте количество пенополистирольных плит для теплоизоляции
наружных стен дома с размерами в плане 20x15 м и высотой 4,5 м. Площадь
дверных и оконных проемов составляет 35 % общей площади. Размеры плит
-500x500x50 мм.
При испытании керамических образцов были получены следующие значения средней плотности: 1,62; 1,71; 1,66; 1,69; 1,74 и 1,73 г/см1 . Определить
коэффициент изменчивости средней плотности (прил. 3).
ЗАДАЧА № 10
При испытании минераловатных плит были получены следующие значения средней плотности: 310, 360, 300, 380, 350 и 315 кг/м3 . Определить коэффициент изменчивости средней плотности (прил. 3).
ЗАДАЧА № 5
Необходимо возвести стену длиной 3 м, высотой 1,5 м и толщиной 0,12 м.
Определить количество силикатного кирпича (прил. 2) для возведения стены
без учета толщины растворных швов и с ее учетом (толщину вертикальных и
горизонтальных растворных швов принять равной 1 см).
ЗАДАЧА № 6
ЗАДАЧА №11
Коэффициент теплопроводности пенополистирольных плит составляет:
0,035; 0,062; 0,039 и 0,048 Вт/(м°С). Определить коэффициент изменчивости
пенополистирольных плит по теплопроводности (прил. 3).
ЗАДАЧА № 12
Рассчитать количество керамического кирпича (прил. 2) для строительства
водонапорной башни высотой 10 м с внутренним диаметром 2 м и толщиной
250 мм.
При испытании 6 шт. силикатного кирпича на сжатие были получены следующие значения предела прочности: 15, 20, 18. 21, 20 и 16 МПа. Определить
коэффициент изменчивости по прочности на сжатие (прил. 3).
4
5
ЗАДАЧА № 13
В лаборатории были изготовлены две партии бетонных образцов размером 10x10x10 см. Для первой партии использовался старооскольский цемент,
для второй - серебряковский. При испытании образцов на сжатие были получены следующие значения предела прочности:
- для первой партии: 54; 55,5 и 52 МПа;
- для второй - 51,5; 59,5 и 44,0 МПа.
Определить коэффициент изменчивости по прочности на сжатие (прил. 3)
для каждой партии бетонных образцов и дать заключение о качестве цементов.
ПАРАМЕТРЫ СОСТОЯНИЯ,
СТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЗАДАЧА №14
Вычислите истинную плотность (р) пемзы, если при засыпке в мерный
цилиндр 20,9 г материала объем инертной жидкости повысился с 40 до 48,5 мл.
ЗАДАЧА № 15
При засыпке 50 г порошка гранита в объемомер Ле Шателье (прил. 4)
уровень жидкости поднялся до отметки 18 мл. Определить истинную плотность
(р) гранита и его общую пористость (П0бщ), если средняя плотность гранита р т
= 2720 кг/м3 .
ЗАДАЧА № 16
Вычислите истинную плотность (р) материала, если при ее определении
пикнометрическим методом (прил. 5) масса пикнометра с навеской порошка
составила 100 г, масса пикнометра- 91 г, масса пикнометра с инертной жидкостью - 300 г, а масса пикнометра с навеской материала и жидкостью — 305,6 г.
ЗАДАЧА №17
Вычислите истинную плотность (р) керамического кирпича, если при ее
определении пикнометрическим методом (прил. 5) масса пикнометра с навеской порошка составила 64,6 г, масса пикнометра - 55,1 г, масса пикнометра с
6
инертной жидкостью - 303,6 г, а масса пикнометра с навеской материала и
жидкостью - 309,5 г.
ЗАДАЧА №18
При определении истинной плотности цемента пикнометрическим мето дом (прил. 5) масса пикнометра с навеской составила 42,8 г, масса пикнометра 32,35 г, масса пикнометра с керосином - 72,28 г, а масса пикнометра с навеской
материала и керосином - 80,02 г. Определите истинную плотность (р) це мента,
приняв плотность керосина р = 0,798 г/см3 .
ЗАДАЧА № 19
Масса образца вулканического туфа в су хом состоянии - 90 г. Определить массу образца после насыщения его водой (ш вл ), а также его истинную
плотность (р), если известно, что водопоглощение по объему равно 20 %,
общая пористость - 25 % и средняя плотность туфа - 1900 кг/м3 .
ЗАДАЧА № 20
Образцы из плотного силикатного бетона с размерами 4,9x4,7x5,0 см,
5,0x5,1x4,7 см, 5,2x4,9x4,9 см, 4,7x4,8x5,2 см и 5,1x5,1x4,8 см имеют соответствующие массы 240, 245, 252, 235 и 230 г. Определить среднюю плотность
образцов (р т) и коэффициент изменчивости по плотности (прил. 3).
ЗАДАЧА № 21
Предприятие выпускает пеностекло, истинная плотность которого со ставляет р = 2510 кг/м3 . Определить среднюю плотность (р„,) и общую пористость (Повв|) пеностекла, если при погружении в воду образца куба с ребром 10
см масса его в водонасыщенном состоянии составила 500 г, а водопоглощение
по массе Вт = 10 %.
ЗАДАЧА № 22
Масса образца декоративного камня (вулканический туф) неправильной
геометрической формы в сухом состоянии - 80,2 г. После покрытия его парафином масса в воде составила 37,1 г, на парафинирование ушло 0,75 г парафина
7
(Рпар = 0,95 г/см3). Определить среднюю пло тность камня (р т) и рассчитать его
общую пористость (Поб1Ц), если истинная плотность равна р = 2,6 г/см3 (прил. 6).
ЗАДАЧА № 23
Масса каменного образца неправильной формы в су хом состоянии со ставляет 90 г. После покрытия повер хности образца парафином его масса в
воде составила 43 г. На парафинирование образца израсхо довано 0,9 г парафина плотностью 0,93 г/см3 . Определить среднюю пло тность (р т) камня (прил.
6).
ЗАДАЧА № 27
Определить насыпную плотность (р„) и межзерновую пустотность (П„.,)
перлитового и керамзитового песка:
- если масса пустой емкости объемом 1 л составляет 204 г, заполненной
перлитовым песком - 314 г;
- если масса пустого сосуда объемом 1000 см3 - 204 г, заполненного керамзитовым песком - 626 г;
- если средняя плотность перлитового песка р ш = 400 кг/м3 ; керамзитового
песка р т = 880 кг/м3 .
ЗАДАЧА № 24
Масса образца из легкого бетона неправильной формы в сухом состоянии составляет 9 г. После покрытия повер хности образца парафином его масса
в во де составила 2,5 г. На парафинирование образца израсходовано 1,77 г
парафина плотностью 0,93 г/см 3 . Определить среднюю пло тность (р т) бетона
(прил. 6).
ЗАДАЧА № 25
Определить среднюю плотность зерен щебня (р т) и плотность зерен песка
(р,п), их насыпные плотности (р н) и межзерновые пустотности (П„.,):
- если при определении средней плотности методом гидростатического
взвешивания (прил. 6) зерно щебня в сухом состоянии весило 38,6 г, после покрытия поверхности зерна парафином его масса на воздухе составила 39,8 г, а в
воде - 24,2 г (плотность парафина принять 0,93 г/см3 , воды - 1 г/см3 );
- если при помещении 50 г песка в мерный цилиндр с водой уровень жидкости повысился со 150 до ПО мл;
- если пустой сосуд объемом 10 л имеет массу 1,2 кг, полностью заполненный щебнем - 15,6 кг;
- если масса пустой емкости объемом 1 дм3 - 205 г, заполненной песком
-1690 г.
ЗАДАЧА № 26
Определить закрытую пористость (Пз) керамического образца куба с
ребром 7 см и массой в сухом состоянии 550 г, если при полном
водонасы-щении его масса увеличилась на 50 г. Истинная пло тность материала
образца составляет 2,5 г/см3 .
8
ГИДРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЗАДАЧА № 28
Бетонный образец - цилиндр с размерами h = 5,05 см и d = 5,1 см - в
во-донасыщенном состоянии имеет массу 223 г, в сухом - 200 г. Истинная
плотность бетона составляет р = 2615 кг/м3 . Найти среднюю плотность (рш),
общую, открытую и закрытую пористость (ПобЩ, П0 , П,), водопоглощение по
массе (Вш) и по объему (В,).
ЗАДАЧА № 29
Определить абсолютную влажность (W.^) и водопоглощение по массе
(Вт) гранитного щебня и кварцевого песка:
- если проба щебня естественной влажности имела массу 1000 г, после
водонасыщения - 1009 г, после высушивания до постоянной массы - 983 г;
- если проба песка естественной влажности имела массу 1000 г, после водонасыщения - 1011 г, после высушивания до постоянной массы - 990 г.
ЗАДАЧА №30
Куб из газосиликата с размерами ребер 150 мм в абсолютно сухом состоянии имел массу 2,65 кг, а во влажном - 2,95 кг. Определить коэффициент
насыщения пор образца влагой (Кн). Истинную плотность газосиликата принять
2,71 г/см3 .
9
ЗАДАЧА № 31
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
Определите коэффициент размягчения (Кр ) и сделайте вывод о пригодности использования для по дводных сооружений песчаника [1], если предел
прочности при сжатии э того материала в абсолютно су хом состоянии составляет 45 МПа, а в водонасыщенном - 32 МПа.
ЗАДАЧА № 35
ЗАДАЧА Хо 32
Для возведения плотины имеются в наличии следующие материалы: бло ки из тяжелого бетона на портландцементе, блоки из тяжелого бетона, изготовленные на гипсовом вяжущем, и блоки из поризованного бетона.
Определите коэффициент размягчения (Кр ) и сделайте вывод о пригодности использования данных материалов для возведения плотины [1].
Дополнительные сведения:
- предел прочности при сжатии тяжелого бетона в су хом состоянии
-42,6 МПа, в водонасыщенном - 41,4 МПа;
- предел прочности при сжатии гипсового камня в су хом состоянии -0,5
МПа, в водонасыщенном - 0,22 МПа;
- предел прочности при сжатии поризованного бетона в сухом состоянии
— 38,6 МПа, в водонасыщенном - 19,0 МПа.
ЗАДАЧА № 33
Масса образца горной породы в водонасыщенном состоянии составляет
896 г. Определить его массу (ш), среднюю плотность (р ш) в естественном состоянии, если водопоглощение по массе и объему составляют соответственно
12 и 20%.
Требуемое термическое сопротивление наружных стен В™ для климатических условий г. Воронежа должно быть не менее 2,89 (м2 °С)1Вт. Рассчитайте
минимально допустимую толщину стены (6) из силикатного кирпича и газосиликатных блоков, если коэффициент теплопроводности кладки из силикатного
кирпича составляет X = 0,81 Вт/(м°С), а из газосиликатных б локов -X = 0,17
Вт/(м°С).
ЗАДАЧА №36
Определите теплопроводность (X) пенополистирольных плит толщиной
50 мм, если их термическое сопротивление равно 1,67 м2 "С/ Вт.
ЗАДАЧА № 37
Требуемое термическое сопротивление наружных стен Я™ для климатических условий г. Воронежа должно быть не менее 2,89 м2 - °С/Вт. Определите,
какова должна быть теплопроводность материала, чтобы толщина наружной
стены из этого материала была не более 510 мм?
ЗАДАЧА № 38
Вычислить толщину стен (S) жилых зданий из керамического и силикатного полнотелого и пустотелого кирпича для условий ЦЧР, если общее термическое сопротивление стены Ro = 2,89 м 20 С/Вт. Коэффициент теплопроводности для кладки из керамического кирпича полнотелого составляет 0,81
Вт/м°С, пустотелого - 0,58 Вт/м-°С; для кладки из силикатного полнотелого
кирпича - 0,87 Вт/м • °С, пустотелого - 0,76 Вт/м" С.
ЗАДАЧА № 34
При относительной влажности возду ха ф = 60 % образец древесины из
сосны имеет массу 60 г, а из дуба - 68 г. После высушивания образцов их масса
составила соответственно 55,5 и 64 г. Определите абсолютную и относитель ную влажности пород древесины (W,6<., W^,).
10
ЗАДАЧА № 39
Определите термическое сопротивление (R) трехслойной стены, состоящей из слоя легкого бетона толщиной 15 см (X = 0,79 Вт/м" С), слоя
минерало-ватной плиты толщиной 10 см (X = 0,09 Вт/м°С) и слоя из тяжелого
бетона толщиной 20 см (X = 1,38 Вт/м- С).
11
ЗАДАЧА № 40
Используя формулу В.П. Некрасова (прил. 7). рассчитайте коэффициент
теплопроводности (к) минераловатной плиты и газосиликатного блока.
Дополнительные требования:
- плита из минеральной ваты имеет размеры 0,5x0,5*0,1м и массу 7,5 кг;
- газосиликатный блок имеет размеры 150x150x500 мм и массу 4,6 кг.
ЗАДАЧА №41
С помощью формулы В.П. Некрасова (прил. 7) оцените (%), наско лько
изменится коэффициент теплопроводности (к) мелких стеновых блоков из силикатного ячеистого бетона (газосиликата) размером 600x300x200 мм и массой
в сухом состоянии 21,6 кг, если их увлажнить до влажности 15 %?
МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЗАДАЧА № 42
сти при сжатии (Re) и коэффициент изменчивости прочности при сжатии
(прил. 3).
ЗАДАЧА № 45
При испытании на изгиб 3-х стандартных балочек, изготовленных из
це-ментно-песчанного раствора, были получены следующие значения
разрушающей нагрузки: 255, 280 и 260 кгс. Определить предел прочности на
изгиб (Rmr) и коэффициент изменчивости прочности (прил. 3).
ЗАДАЧА № 46
При испытании керамического одинарного и у толщенного кирпичей
(прил. 2) на изгиб разрушающая нагрузка составила 350 и 710 кгс соответственно. Определите предел прочности при изгибе (R„r) для каждого кирпича
(расстояние между опорами С = 200 мм).
ЗАДАЧА № 47
При испытании бетонных образцов размером 5x5x5 см на прочность при
сжатии были получены следующие показатели разрушающей нагрузки: 11150,
9800, 9950, 10650, 10800 и 9750 кгс.
Определить предел прочности при сжатии (R^) и коэффициент изменчивости прочности при сжатии (прил. 3).
Определить
работу,
затрачиваемую
на
разрушение
(Ау^)
образца-цилиндра (h = d = 2,5 см) из мелкозернистого бетона, если при
стандартном испытании на копре образец разрушился после 6 -го удара. Масса
стальной бабы копра составляла 2 кг.
ЗАДАЧА № 43
ЗАДАЧА № 48
Образцы из плотного силикатного бетона с размерами 4,9x4,7x5,0 см,
5,0x5,1x4,7 см, 5,2x4,9x4,9 см, 4,7x4,8x5,2 см и 5,1x5,1x4,8 см при сжатии показали следующие величины разрушающей нагрузки: 8000, 8150, 7800, 7900 и
8100 кгс.
Определить предел прочности при сжатии (К») и коэффициент изменчивости прочности при сжатии (прил. 3).
Определить предел прочности при сжатии (Roc) и работу, затрачиваемую
на разрушение образца (Ауд ), если при сжатии образца куба с размером
5,1x5,1x5,0 см разрушающая нагрузка составила 2500 кгс, а разрушение образца
цилиндра размером h = d = 2,5 см произошло после 5-го удара.
ЗАДАЧА № 44
При испытании бетонных образцов-цилиндров размерами d = h = 5,05 см; d
= h = 5,01 см; d = h = 4,97 см были получены следующие величины разрушающей нагрузки на сжатие: 8000, 7750 и 8100 кгс. Определить предел прочно12
ЗАДАЧА № 49
Оцените истираемость (И) образцов из гранита и песчаника, имеющих
форму куба с ребром 70 мм, если масса гранитного образца до испытания составляла 909 г, после испытания - 882 г, а масса песчаника до истирания была
равна 764,5 г, после истирания - 741 г.
13
ЗАДАЧА № 50
Гранитный щебень фракции 20...40 мм имеет массу 10 кг. После испытания на износ в полочном барабане и просеивания через контрольные сита его
масса составила 8,75 кг. Определите износ щебня (Из).
2) Пористость общая (формула, единицы измерения).
3) Работа, затрачиваемая на разрушение образца (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 4
ЗАДАЧА № 51
При испытании на сжатие образца-куба материала с ребром 10 см образец
разрушился при нагрузке 24700 кгс. При какой нагрузке разрушится образец из
такого же материала в форме цилиндра диаметром и высотой 5 см?
1) После истирания образца куба 70x70x70 мм масса его уменьшилась на
30,8 г. Определите показатель истираемости.
2) Истинная плотность (формула, единицы измерения).
3) Общая, открытая и закрытая пористости (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 5
ВАРИАНТЫ КОНТРОЛЬНЫХ ЗАДАЧ И ВОПРОСОВ
ВАРИАНТ № 1
1) При испытании бетонных образцов размером 5x5x5 см на прочность
при сжатии получены следующие показатели разрушающей нагрузки: 11150,
9800 и 9950 кгс. Определить предел прочности при сжатии и коэффициент изменчивости прочности образцов при сжатии.
2) Истинная плотность при использовании объемомера Ле Шателье (фор мула, единицы измерения).
3) Водопоглощение по массе (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 2
1) Определите истинную и среднюю плотность одинарного керамического кирпича, если его масса в су хом состоянии составила 3,8 кг, а при засыпке 50
г порошка в объемомер уровень жидкости в приборе достиг 18,4 мл.
2) Водопоглощение по объему (формула, единицы измерения).
3) Предел прочности при изгибе (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 3
1) Масса мраморной плиты размером 600x600x25 мм в су хом состоянии
24,3 кг, после насыщения ее водой масса составила 24,4 кг. Определить водопоглощение по объему и по массе.
14
1) Определить предел прочности при изгибе и коэффициент изменчивости
образцов размером 25x25x120 мм, если разрушающая нагрузка составила 60,65
и 68 кгс (расстояние между опорами 100 мм).
2) Средняя плотность (формула, единицы измерения).
3) Истираемость (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 6
1) При испытании на сжатие 3-х цилиндров (d = h = 7 см) были получены
следующие значения разрушающей нагрузки: 30775, 31520 и 29145 кгс. Определить предел прочности при сжатии и коэффициент изменчивости прочности
образцов при сжатии.
2) Истинная плотность при использовании мерного цилиндра (формула,
единицы измерения).
3) Коэффициент теплопроводности (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ №7
1) Определите работу, затрачиваемую на разрушение образца-цилиндра
размером d = h = 2,5 см, если для его разрушения понадобилось 5 сбрасываний
груза, массой 2 кг.
2) Средняя плотность (формула, единицы измерения).
3) Предел прочности при изгибе (формула, единицы измерения).
15
ВАРИАНТ № 8
1) Бетонный образец цилиндрической формы (d = 5,1 см, h = 5,05 см) в
водонасыщенном состоянии имеет массу 223 г, в сухом - 200 г. Определить
во-допоглощение по объему и по массе бетонного образца.
2) Истинная плотность при использовании пикнометра (формула, единицы измерения).
3) Модуль крупности песка (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 9
1) Образец гранитного щебня неправильной геометрической формы в сухом состоянии имеет массу 80,2 г. После покрытия его парафином масса в воде
составила 31,7 г, на парафинирование ушло 0,75 г. Определить среднюю плотность щебня (плотность парафина принять 0,93 г/см3 , воды - 1 г/см3 ).
2) Насыпная плотность (формула, единицы измерения).
3) Предел прочности при сжатии (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ №10
1) Определить насыпную плотность песка, если пустой сосуд объемом 1 л
имеет массу 205 г, а заполненный песком - 1690 г.
2) Истираемости (формула, единицы измерения).
3) Истинная плотность при использовании пикнометра (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 11
1) При испытании трех одинарных керамических кирпичей на изгиб (расстояние между опорами С = 20 см) разрушающая нагрузка составила 620, 635 и
630 кгс. Определить предел прочности при изгибе и коэффициент вариации.
2) Водопоглощение по объему (формула, единицы измерения).
3) Пористость общая (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 12
1) Масса силикатного кирпича в сухом состоянии - 3,5 кг, в водонасыщенном - 3,85 кг. Определить водопоглощение по объему и по массе.
16
ния).
2) Общая, открытая и закрытая пористости (формула, единицы измере-
3) Работа, затрачиваемая на разрушение материала (формула, единицы
измерения).
ВАРИАНТ №13
1) Определить истинную плотность декоративного камня, если масса
пикнометра с навеской составила 100 г, масса пикнометра - 90 г, масса пикно
метра с инертной жидкостью - 300 г, а масса пикнометра с навеской материала
и жидкостью - 305,6 г.
2) Межзерновая пустотность (формула, единицы измерения).
3) Коэффициент теплопроводности (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 14
1) Определить насыпную плотность щебня и его межзерновую пустотность, если пустой сосуд объемом 10 л имеет массу 1,2 кг, а полностью заполненный щебнем - 15,6 кг. Средняя плотность щебня р т = 2,69 г/см3 .
2) Истираемость (формула, единицы измерения).
3) Водопоглощение по объему (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ №15
1) Утолщенный силикатный кирпич имеет массу во влажном состоянии
4,4 кг, масса кирпича в водонасыщенном состоянии составляет 4,6 кг, масса
сухого кирпича- 4,35 кг. Определить абсолютную и относительную влажность,
водопоглощение по массе и объему.
2) Предел прочности при изгибе (формула, единицы измерения).
3) Средняя плотность (формула, единицы измерения).
ВАРИАНТ № 16
1) Вычислить толщину стен жилых зданий из керамического полнотелого
и пустотелого кирпича для условий ЦЧР, если общее термическое сопротивление стены Ro = 2,89 м 2 • °С/ Вт. Коэффициент теплопроводности для кладки из
керамического кирпича полнотелого составляет 0,81 Вт/м • С, пусто телого
-0,58 Вт/м • °С.
2) Водопоглощение по массе (формула, единицы измерения).
3) Коэффициент размягчения (формула, единицы измерения).
17
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
1. Микульский В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): учеб. пособие.- М.: ИАСВ, 2002. - 536 с.
2. Горчаков Г.И., Баженов Ю.М. Строительные материалы.- М: Высшая
школа, 1986. - 688 с.
3. Горчаков Г.И. Строительные материалы.- М.: Высшая школа, 1981.
-412 с.
4. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение: учеб. пособие
для строит, спец. вузов.- М.: Высшая школа, 2003. - 701 с.
5. Комар А.Г. Строительные материалы и изделия.- М.: Высшая школа,
1988. - 560 с.
6. Баженов Ю.М., Комар А.Г. Технология бетонных и железобетонных
изделий.- М.: Высшая школа, 1984. - 672 с.
7. Примеры и задачи по строительным материалам/ Скрамтаев Б.Г.,
Буров В.Д., Панфилов Л.И. и др.- М.: Высшая школа, 1970. - 230 с.
8. Попов Л.П. Технология железобетонных изделий в примерах и задачах: учеб.пособие.- М.: Высшая школа, 1986.-192 с.
9. Чернушкин О.А., Черкасов СВ., Калгин Ю.И. Технология конструкционных материалов: лаб. Практикум. - Воронеж, 2006. - 90 с.
18
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Основные свойства строительных материалов
Таблица П. 1.1
Основные физико-механические свойства строительных материалов
Материал
Гранит
Известняк плотный
Туф вулканический
Пемза
Базальт
Мрамор
Песчаник
Песок кварцевый
Сталь строительная
Чугун серый
Стекло строительное
Пеностекло
Древесина сосны
Бетон:
тяжелый
легкий
ячеистый
Асфальтобетон
Полимербетон
Кирпич керамический:
обыкновенный
пустотелый
Керамическая черепица
Керамические плитки
для облицовки стен
Керамогранит
Кирпич силикатный
Истинная
плотность,
кг/м 3
Средняя
плотность,
кг/м 3
Пористость, %
Предел
прочности
при сжатии,
МПа
2800... 2900
2400...2600
2600... 2800
2000...2500
3300
3000
2700
2600... 2700
7800...7850
7800
2400...2700
2400... 2700
1550... 1600
2500... 2600
2500...2600
2500...2600
2530... 2700
2100... 2400
950...2100
300...900
2700... 3200
2600...2850
2300...2800
2500... 2600
7800... 7850
6900... 7400
2400... 2700
100... 700
400... 600
1800... 2500
500... 1800
300... 1200
0,2... 1,5
5... 10
4...40
40... 80
0,6... 19
0,4... 3
2,0...3,0
0,1...0.2
0
0
0
70...90
53...70
5... 10
10...60
55...85
80... 285
20... 200
6... 19
0,4...2
100...500
50...300
30... 300
200...300
390
380
700
0,7... 15
44... 50
40...60
2.5...40
0,4...20
2500
2100
-
-
5...7
Предел
Предел
прочности прочности
при изгибе, при растяМПа
жении, МПа
-
80...90
-
4...15
-
390
140
60... 150
0,6... 0,8
86
3.6
0,8. ..3,2
0,8... 2,4
60... 120
7,5...40
7,5...20
16...40
1,8...5
1,4...3,5
7...20
2
-
-
Водопоглощение,
Твердость
по шкале
Мооса
Истираемость,
г/см 2
0,1...1
1,2...2
до 16
6...7
3...5
3
6
6...7
3...4
4...5
5...6
0,1...0,5
0,8... 1,3
%
1,0...4,9
0,1...0,7
0,2... 0,25
-
-
0,4... 1,0
0,2... 2,0
0,5...5,0
-
0,5...0,9
.
-
-
.
-
8... 10
8...10
Коэффициент
теп-лопрово
д-ности,
Вт/(м°С)
2,92
0,21...2,4
0,76... 1,05
-
2,65
2,91
2,2...2,4
-
58
50
0,55...0,76
0,04... 0,06
0,17...0,34
1,28... 1,55
0,12...0,66
0,08..0,58
1,05
-
2500...2700
2500...2700
1600... 1800
1300... 1400
18...25
18...40
2500. ..2700
1800
18..2 5
-
-
-
6... 14
-
-
-
2500..2700
-
-
-
12
-
16
-
-
-
2600... 2700
2500... 2600
2500...2600
1800... 2000
0,5
12..3 0
-
35.„ 45
1,8...5
-
0,5
16
-
0,1..0,2
10. .3 5
-
0,80
0,65
-
0,75... 0,85
Продолжение таблицы П. 1.1
Материал
Мииераловатная
плита
Пенопласт
Древесноклокнистая
плита
Фибролит
Фанера
Древесно-слоистый
пластик
Истинная
плотность,
кг/м 3
Средняя
плотность,
кг/м 3
Пористость, %
2400...2700
35...250
80.„ 90
0,5... 1,0
1050... 1070
1500
35...400
250... 950
80. .9 5
86
0,4..0,5
-
1,2...50
-
50...500
600
1250... 1330
-
-
0,4... 1,2
30.„ 40
-
120... 125
1500
-
Оргстекло
1100... 1250
Стеклопластик
1800...2000
Бумажно-слоистый
пластик
Мипора (вспененный
1200
полимер)
Перлнтоцемент
Линолеум
Асбестоцементные
волнистые листы
(шифер)
Строительные растворы
2800
на кварцевом песке:
2700
известковые
цементные
1100... 1250
1800... 2000
1400
0
0
15...20
250.„ 350
Р аствор легкий
2000
Клинкерный кирпич
2500...2700
Фарфор
2300...2500
Фаянс
2600
Керамзитовый гравий
1900
Керамзитовый песок j
1900
Перлитовый песок
j
Предел
прочности
при сжатии,
МПа
-
Предел
прочности
при изгибе,
МПа
Предел
прочности
при растяжении,
МПа
Водопоглощение,
-
150.„ 280
-
%
Твердость
по шкале
Мооса
Истираемость,
г/см 2
-
-
-
-
-
6... 10
-
-
-
0,03..0,06
0,07... 0,29
-
-
-
0,08... 0,23
0,12...0,18
-
Коэффициент теплопроводности,
Вт/(м-"С)
0,06... 0,09
60..8 0
ПО.„ 140
15
85
400... 1000
110
1,5...3
4
-
.
-
0,5
-
-
90... 580
140
120... 130
100
98
-
-
-
-
-
-
0,03
-
-
0,22... 0,28
-
30
1...5
-
1,6.„ 40
10...25
-
-
0,02... 0,06
60. „ 100
-
0,06. „ 0,08
0,12.„ 0,38
0,23...0,52
1500... 1600
1700... 1800
40
35
0,4. „ 20
0.4...20
-
-
-
-
-
0,47...0,81
0,58... 0,93
1000... 1400
1900
2250...2350
1900... 1960
250...600*
500...900*
75... 800*
40
-
-
-
-
-
-
0,34
1600... 1750
-
-
2„ .5
20...25
48**
55**
-
40... 100
400...500
100... ПО
0,6...3,0
-
0,02... 1,5
-
70...80
15...30
-
23...35
-
2...6
0,5
10... 14
-
7
-
-
-
-
1,05
-
0,10... 0,23
-
0,05...0,12
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Нормативные
требования к керамическому и силикатному кирпичу, керамической
плитке
Керамический и силикатный кирпичи изготовляют в форме прямоугольного параллелепипеда размером:
одинарный-250x120x65 мм; утолщенный - 250x120x88 мм. Водопоглощение
полнотелого керамического кирпича должно быть не менее 8 %, силикатного
- не менее 6 %.
Водопоглощение плиток для внутренней облицовки стен не должно превышать 16 %, плиток для полов-3,5...3,8 % и плиток фасадных-7...9%.
21
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Основы статистической обработки результатов
В лабораторных исследованиях свойств строительных материалов и изделий результаты одних и тех же испытаний характеризуются колебаниями,
разбросом, вызванными неоднородностью структуры материалы, погрешно стями измерений, отступлениями от установленных правил изготовления и испытания образцов и т.д. Основной количественной оценкой величины этой изменчивости, характеризующей достоверность полученных результатов, является
коэффициент вариации Cv , %:
Cv = |l00,
(1)
где а — среднеквадратическое отклонение частных результатов X, оцениваемой
величины (свойства) от среднего арифметического значения этой величины X:
<r =
^i^__ ------------
П рип<30(
(2)
при п > 30,
(3)
\Цх,-ху
ПРИЛОЖЕНИЕ 4
Методика определения истинной плотности материалов при
помощи объемомера Ле Шателье
Истинную плотность твердого материала определяют при помощи объемомера Ле Шателье, который представляет собой стеклянную колбу объемом
120... 150 см 3 с узкой шейкой, несколько расширяющейся в средней части. На
шейке колбы выше и ниже шаровидного расширения нанесены две черты, объем
между которыми равен 20 см 3 . Шейка градуирована, цена деления - 0,1 см 3 .
Объемомер наполняют до нижней нулевой отметки жидкостью, инертной
по отношению к материалу: водой, безводным керосином или спиртом. После
этого свободную от жидкости часть (выше нулевой отметки) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги. Затем объемомер помещают в стеклянный сосуд с водой, имеющей температуру 20 °С (температура, при которой
градуировали его шкалу). В воде объемомер остается все время, пока идет испытание. Чтобы объемомер в этом положении не всплывал, его закрепляют на
штативе так, чтобы вся градуированная часть шейки находилась в воде.
С точностью до 0,01 г отвешивают навеску предварительно высушенного
до постоянной массы материала в тонкоизмельченном виде. Порошок высыпают
через воронку в прибор до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется
до черты с делением 20 см3 или до черты в пределах вер хней градуированной
части прибора. Разность между конечным и начальным уровнями жидкости в
объемомере показывает объем порошка, всыпанного в прибор. Остаток порошка
взвешивают. Масса порошка, всыпанного в объемомер, будет равна разности
между результатами первого и второго взвешивания.
Истинную плотность материала р, г/см 3 , вычисляют по формуле
т-т.
Х = ^~,
(4)
где т - масса материала до опыта, г;
т - остаток навески, г;
V - объем жидкости, вытесненной навеской материала (объемом порошка в
объемомере), см 3 .
где п — число измерений.
В
промышленности
коэффициент
вариации
характеризует
технико-экономический уровень производства. Чем выше величина Cv, тем
ниже однородность материала по оцениваемому показателю, что говорит о
неналаженном производстве. Например, коэффициент вариации тяжелого бетона
по прочности на растяжение и сжатие по нормативным требованиям должен
быть не выше 13,5 %, а для массивных гидротехнических конструкций - 17,0 %.
На предприятиях же с хорошо налаженным производством значение Cv не
превышает 7... 10%.
22
23
ПРИЛОЖЕНИЕ 5 Методика
определения истинной плотности материалов с помощью
пикнометра
Навеску порошка материала массой 10...30 г высыпают в предварительно
взвешенный пикнометр. Пикнометр взвешивают вместе с навеской, заполняют
инертной жидкостью до метки и вновь взвешивают. Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, запо лняют той же жидкостью до метки и
взвешивают.
Истинную плотность материала р, г/см 3 , вычисляют по формуле
р=
(от2 -от,)р^
(щ-щ)-(щ-щУ
где /я/ — масса пустого пикнометра, г; т2 - масса
пикнометра с навеской, г; т3 — масса пикнометра с
навеской и жидкостью, г; т2 — масса пикнометра с
жидкостью, г. р - плотность жидкости, г/см 3 .
24
ПРИЛОЖЕНИЕ 6
Методика определения средней плотности образцов неправильной
геометрической формы с помощью гидростатического взвешивания
Предварительно взвешенный образец покрывают тонким слоем парафина.
Затем образец охлаждают и взвешивают сначала на воздухе, затем на гидро статических весах в воде.
Среднюю плотность материала р ш, г/см3, вычисляют по формуле
m. - т'„
m„-m
Р.
где т - масса образца, г;
т„ - масса парафинированного образца на воздухе, г;
т,! - масса парафинированного образца в воде, г; т2 масса пикнометра с жидкостью, г.
р„ - плотность воды, г/см 3 ,
р п- плотность парафина, равная 0,93 г/см 3 .
25
ПРИЛОЖЕНИЕ 7 Формула В.П.
Некрасова для определения коэффициента теплопровод ности
Для определения коэффициента теплопроводности Я часто пользуются
формулой В.П. Некрасова, связывающей теплопроводность с относительной
плотностью материала d:
Я = 1,16^0,0196 + 0,22^ -0,16,
где d„ - относительная плотность, равная отношению средней плотности материала к плотности воды (безразмерная величина).
26
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ..................................................................................................
Размеры, объем, количество ..............................................................
Статистическая обработка ..................................................................
Параметры состояния. Структурные характеристики....................
Гидрофизические свойства .................................................................
Теплофизические свойства .................................................................
Механические свойства .......................................................................
Варианты контрольных задач и вопросов .......................................
Библиографический список рекомендуемой литературы .............
Приложение 1. Основные свойства строительных материалов ...
Приложение 2. Нормативные требования к керамическому и
силикатному кирпичу, керамической плитке...................................
Приложение 3. Основы статистической обработки результатов .22
Приложение 4. Методика определения истинной плотности ма
териалов при помощи объемомера Ле Шателье ..............................
Приложение 5. Методика определения истинной плотности ма
териалов с помощью пикнометра ....................................................
Приложение 6. Методика определения средней плотности об
разцов неправильной геометрической формы с помощью гид
ростатического взвешивания ............................................................
Приложение 7. Формула В.П. Некрасова для определения ко
эффициента теплопроводности ........................................................
27
3
4
5
6
9
11
12
14
18
19
21
23
24
25
26
МАТЕРИАЛОВ ЕДЕНИЕ
Задачи для решения на практических занятиях для студентов 2-го курса
специальности 200503 «Стандартизация и сертификация»
Составители: к.т.н., асе. Александр Михайлович Усачев,
к.т.н., доц. Алексей Иванович Макеев, к.т.н.,
асе. Евгений Владимирович Баранов
Редактор Суханова Т.В.
Подписано в печать 04.10.2007.
Формат 60x84 1/16. Уч.-изд. л. 1,7.
Усл.-печ. л. 1,8. Бумага писчая. Тираж 100 экз.
Заказе 524
Отпечатано: отдел оперативной полиграфии Воронежского
государственного архитектурно-строительного университета
394006 Воронеж, 20-летия Октября, 84
28
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
21
Размер файла
286 Кб
Теги
материаловедению
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа