Задачи по архитектурному материаловедению
план-конспект урока на тему

Санкт Петербургское государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Колледж строительной индустрии и городского хозяйства

З А Д АЧ И

по дисциплине: Архитектурное материаловедение    

для  обучающихся по специальности:

 07.02.01

  Рассмотрено                                              

 и одобрено на заседании

 цикловой комиссии

_____________________________

                                                                        протокол № 1      от            2014г.

Санкт-Петербург

2014 год.

Санкт Петербургское государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования

Колледж строительной индустрии и городского хозяйства

        Преподаватель:  Т. М.  Погодина

        Предметы:     «Архитектурное материаловедение»

Cанкт - Петербург

2014год

Содержание

Стр.

Физико-механические свойства строительных материалов ………………..4

Неорганические вяжущие и строительная керамика………………………..8

Заполнители …………………………………………………………………..12

Бетоны ……………………………………………………………………….14

Теплоизоляционные материалы …………………………………………...19

Органические вяжущие и материалы на их основе……………………… 22

Тема: «Физико-механические свойства строительных 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 водопоглощение по массе материала равно его средней плотности, т.е.

в0/вм=р0

Следовательно, средняя плотность образца горной породы р0= 1,7 г/см3.

Пористость образца П (%) породы:

где р - истинная плотность материала.

Отсюда

П = = 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 Vn (см3), затраченного на покрытие образца, по формуле

,

Где m1 - масса образца покрытого парафином, г; m - масса сухого образца, г; рп - плотность парафина, равная 0,930 г/см3.

Vn = (120-118)/0,930 = 2,15 см3.

Вычисляем среднюю плотность образца 0 (г/см3) по формуле

),

 где V1 - объем образца с парафином, численно равный массе воды,

вытесненной образцом, см3; т.е.

р0 = 118/(98- 2,15) = 1,23 г/см3

Коэффициент теплопроводности бетона ƛ [Вт/(м°С)] рассчитываем по формуле В.П. Некрасова

 Вт/(м°С)

 Ответ: коэффициент теплопроводности бетона равен 0,53  Вт/(м°С)]

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 Ксж (МПа) вычисляется по формуле

Rсж=Рразр / F,

где Рразр - разрушающая сила, Н; F- площадь поперечного сечения образца, мм2.

Для определения разрушающей силы Рразр в Н необходимо показание 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

Ответ: Предел прочности бетона при сжатии равен 24,1 МПа.

Контрольные задания

1.Масса образца камня в сухом состоянии равна 50 г. Определить массу образца после насыщения его водой, а также его истинную плотность, если известно, что водопоглощение образца по объёму равно 18 %, а пористость - 25 % и средняя плотность - 1800 кг/м3.

        2.Определить пористость образца камня, если известно, что его водопоглощение по объёму в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а истинная плотность равна 2,6 г/см3.

        3.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.

        4. 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 водопоглощение по объёму составляет 8,2%, а истинная плотность равна 2,68 г/см3.

        5. Сухой образец камня при испытании на сжатие разрушился при показании манометра 100 МПа. Определить предел 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.

        6. 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.

        7. 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 водонасыщен- ном состоянии показал предел прочности при сжатии 20,1 МПа. Образец имел форму куба с ребром 7 см. Площадь поршня пресса равна 50 см2.

        8. 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?

        9.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.

11.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.

        12.Масса образца камня в сухом состоянии равна 60 г. При насыщении водой масса стала 70 г. Определить среднюю плотность, водопоглощение по массе и пористость камня, если водопоглощение по объёму составляет 21 %, а истинная плотность - 2,4 г/см3.

        13. Наружная стеновая панель из газобетона имеет размеры 3,1x2,9x0,30 м и массу 2,16 т. Определить пористость газобетона, принимая его истинную плотность равной 2,81 г/см3.

        14.Водопоглощение 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 3,1x2,8x0,25 м весит 2,25 т при влажности 13,2 %. Рассчитать среднюю плотность керамзитобетона во влажном и абсолютно сухом состоянии.

16.Бетонный кубик с размером ребра 20 см разрушился на гидравлическом прессе при показании манометра 12,5 МПа. Определил, прочность бетона при сжатии, если диаметр поршня «пресса равен 24 см.

17. Предел прочности при сжатии бетона, имеющего среднюю плотность 2300 кг/м3, равен 19,5 МПа. Какую прочность будет имен, бетон из тех же материалов, имеющий плотность 1800 кг/м3, если установлено, что при повышении пористости бетона на каждые 10 % прочность ею снижается в среднем на 2,6 МПа. Истинную плотность бетона принять равной 2,7 г/см3.

18. Сосновый брус сечением 10x20 см (толщина х 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.

19.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.

Темы: «Неорганические вяжущие и строительная керамика»

Решение задач по свойствам неорганических вяжущих веществ и строительной керамики

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, экзотермики 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 СаС03 в известняке содержится 920 кг.

Получение извести происходит по реакции СаСОэ —> СаО + СО2.

Молекулярные массы СаСО3 и СаО соответственно равны 100 и 56. Таким образом, выход извести из 920 кг СаСО3 составит 92056/100 = 515 кг.

Состав полученного продукта: СаО - 515 кг; примеси - 50 кг;

итого - 565 кг.

Содержание СаО в смеси  = 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:

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.

         
Определяем пористость цементного камня:

Ответ: пористость цементного камня 49,4 %.

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

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

Ответ: Пористость цементного камня равна 47,8%.

Контрольные задания

1. 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 %.
2. Сколько каустического магнезита можно получить при обжиге 15 т природного магнезита, содержащего 8 % неразлагающихся примесей?
3. Сколько активной MgO будет содержаться в продукте обжигй 10 т чистого доломита (диссоциацией СаСОэ при заданном режиме обжига пренебречь)?
4. Определить объём цементного теста нормальной густоты, полученный из 1 кг пуццоланового портландцемента. Истинная плотность цемента - 2,85 г/см3, водопотребность - 30 %.
5. Цемент при полной гидратации химически связывает 32 % воды от массы цемента. Определить пористость цементного камня из теста с во до- цементным отношением В/Ц=0,35, если степень гидратации цемента составила 40 %. Истинная плотность цемента 3,1 г/см3.
6. 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.
7. Рассчитать, сколько свободной извести Са(ОН)2 выделится при гидратации 10 кг портландцемента (без активных минеральных добавок), содержащего 54 % C3S и 22 % C2S, если гидратация алита прошла на 65 %, а гидратация белита - на 10 %?
8. Сколько получится строительного гипса из 1 т гипсового камня, содержащего 8 % примесей?
9. Сколько тепла выделяется при гашении 5 кг извести - кипелки, содержащей 90 % активной СаО, если каждый килограмм СаО выделяет при гашении 1160 кДж тепла?
10. 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.
11. Сколько можно получить извести-кипелки из 5 т известняка, содержащего в виде примеси 2 % песка и 3 % глинистых примесей?
12. 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.
13. Определить объём цементного теста нормальной густоты, полученный из 1 кг портландцемента. Истинная плотность цемента - 3,13 г/см3; водопотребность 24 %.
14. 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 %.
15. 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/л?
16. 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.
17. Сколько будет получено гидратной извести (пушонки) из 5 т извести- кипелки с активностью 88 %, если влажность гидратной извести равна 3,5 %?
18. 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.
19. 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.

Тема «Заполнители»

Определение зернового состава песка и щебня

Контрольные задания

1. При рассеве песка на стандартном наборе сит получились следующие остатки (см. табл.1). Необходимо вычислить частные, полные остатки, построить график зернового состава песка, определить модуль крупности песка и дать заключение о пригодности песка как мелкого заполнителя для тяжёлого бетона.

Таблица 1

Варианты исходных данных для расчета зернового состава песка

2. Рассев щебня на стандартном наборе сит дал следующие результаты (см. табл.2). Определить наибольшую и наименьшую крупность щебня и

нанести его гранулометрический состав на кривую плотных смесей.

Таблица 2

        Варианты исходных данных для расчета зернового состава щебня        

Тема «Бетоны»

Решение задач по свойствам тяжелого бетона

        Свойства бетонов определяются качеством составляющих их компо-

нентов 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. щ        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 или180дм3

 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 Vп = 135 дм3.

Пористость затвердевшего бетона без учета гелевых пор в цементном камне и пор, образованных воздухом, который вовлекается в бетонную смесь при ее перемешивании:

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 материа-

лов 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 бе- ; тона:0,390/1,3 = 0,3 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:

0,33,1=0,93 м3.

Расход воды на I м3 бетона: 0,39 • 0,45 = 0,176 т или 0,176 м3.

Расход цемента на 150 м3 бетона: 1500,39 = 58,5 т.

Расход песка влажностью 6% на 150 м3 бетона:

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:

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  0,176-13,7 = 12,7 м3.

Задача 3. При испытании в возрасте 8 суток средний предел прочности тяжелого цементного бетона в кубиках размером 100 х 100 х 100 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

Для перехода к образцам стандартного размера 150 х 150 X 150 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 M l00.

Ответ: бетон ориентировочно относится к марке по прочности M 100.

Контрольные задания

        1. 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.

        2. 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.

 3. Какой маркой по прочности будет обладать бетон, изготовленный на ' портландцементе с активностью 43,5 МПа и рядовых заполнителях при во- . доцементном отношении 0,55?

4. 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 1 6 % от массы цемента.         

5. Сколько тонн щебня необходимо взять для изготовления бетонного  фундамента, имеющего размеры 10,0 х 1,5 х 0,6 м, если насыпная плотность щебня равна 1,42 т/м3, истинная плотность –

2,80 г/см3, а коэффициент раздвижки зёрен щебня - 1,25?

         6. 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.

        7.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.

        8. 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.      

9. По известному составу бетона (расходы материалов на 1 м3 бетона: цемента - 330 kг; воды - 180 л; песка - 730 кг и щебня - 1260 кг) определить расчётную плотность бетонной смеси; плотность затвердевшего бетона (если к этому времени провзаимодействовало с цементом 20 % воды от массы цемента) и пористость бетона, образовавшуюся вследствие потери избыточной воды затворения.

10. 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 л воды. Составить дозировку материалов на один замес бетоносмесителя с емкостью по загрузке 425 л, если влажность песка равна 3%, а щебня 2%.

   11. Номинальный состав тяжёлого бетона по массе был 1 : 1,9 : 4,1 при  В/Ц = 0,45. Плотность бетонной смеси оказалась равной 2235 кг/м3. Определить расход материалов на 1 м3 бетона при влажности песка 4%, а щебня 1%.

  12. 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?

     13. Бетонный фундамент из бетона марки по прочности М200 имеет форму правильного параллелепипеда с размерами

4,0 х 6,0 х 2,0 м. Сколько требуется портландцемента для изготовления этого фундамента, если активность цемента 38,5 МПа, заполнители - среднего качества, а расход воды на 1 м3 бетона равен 170 л?

      14.Сколько портландцемента марки 400 необходимо израсходовать на 1 м3 бетона марки по прочности М 400 при рядовых заполнителях, если расход воды на 1 м3 бетона составляет 185 л?

     15. 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?

     16. Какой-маркой по прочности будет обладать бетон, приготовленный из портландцемента марки 400 и заполнителей высокого качества при водоцементном отношении В/Ц = 0,65?

    17. 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.

     18. 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?

      19. 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.

    20. 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.

       21. 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 %.

      22. Цементный бетон с 7-дневным сроком твердения показал предел прочности при сжатии 20 МПа. Определить ориентировочную активность цемента, если водоцементное отношение было 0,4.

      23. 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 %.

      24. Определить коэффициент выхода и плотность цементного бетона, если для получения 555 м его израсходовано 162,5 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.

      25. Номинальный состав цементного бетона по объёму 1: 2,5 : 3,1 при водоцементном отношении В/Ц = 0,45. Определить количество составляющих материалов 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.

Тема «Теплоизоляционные материалы»

Теплоизоляционные материалы - разновидность строительных материалов, характеризующихся малой теплопроводностью. Они относятся к числу эффективных строительных материалов, позволяющих существенно снизить энергоемкость, материалоемкость и стоимость строительных конструкций и сооружений в целом.

Малая теплопроводность теплоизоляционных материалов обусловлена их высокопористым строением. Воздух, заполняющий поры и находящийся в спокойном состоянии, является плохим проводником теплоты и создает вследствие этого большое сопротивление теплопередаче.

Теплоизоляционные материалы и изделия подразделяются на следующие группы: 1) по виду исходного сырья: а) неорганические, б) органические; 2) по форме и внешнему виду: а) штучные, б) рулонные и шнуровые, в) рыхлые и сыпучие, г) монолитные; 3) по структуре: а) волокнистые, б) ячеистые, в) зернистые; 4) по средней плотности: а) особо легкие (до 100 кг/м3), б) легкие (до 350 кг/м3), в) тяжелые (до 600 кг/м3); 5) по теплопроводности: а) малотеплопроводные (до 0,058 Вт/м-°С), б) среднетеплопро- водные (до 0,116 Вт/м°С), в) повышенной теплопроводности (до 0,18 Вт/м °С); 6) по жесткости: а) мягкие, б) полужесткие, в) жесткие, г) повышенной жесткости, д) твердые; 7) по сгораемости: а) несгораемые, б) трудносгораемые, в) сгораемые.

В практике используют следующие основные способы создания высокопористого строения материала: 1) введение газо- или пенообразующих добавок; 2) введение выгорающих добавок; 3) образование волокнистого каркаса; 4) неплотная упаковка зернистых материалов; 5) контактное омо- ноличивание зернистых и волокнистых элементов структуры. В ряде случаев весьма эффективным оказывается создание комбинированных структур, например, волокнисто-ячеистой, зернисто-ячеистой и т.п.

Сравнительный анализ характеристик теплоизоляционных материалов

Задачей настоящей работы является изучение основных видов теплоизоляционных материалов, определение и анализ их физико-механических свойств, характерных особенностей применения с помощью учебной литературы. Результаты изучения студенты заносят в таблицу 1.

Таблица 1

Основные виды и характеристика теплоизоляционных материалов

Контрольные вопросы

1.Какие строительные материалы относятся к теплоизоляционным и каково их назначение?

2. На какие группы делятся теплоизоляционные материалы по виду исходного сырья, структуре и внешнему виду?

3. На какие группы делятся теплоизоляционные материалы по основным свойствам?

4. Какие существуют основные способы получения теплоизоляционных материалов? Приведите примеры из числа материалов, указанных в данной работе.

5. Перечислите теплоизоляционные материалы из минеральной ваты и стекловолокна, опишите свойства и особенности применения каждого.

6. Перечислите теплоизоляционные материалы и изделия из вспученных горных пород и минералов, опишите их свойства и особенности применения.

7. Перечислите теплоизоляционные материалы ячеистой структуры, опишите их свойства и особенности применения.

8. Перечислите теплоизоляционные материалы на основе растительного сырья, опишите их свойства и особенности применения.

9. Укажите свойства и особенности применения пенопластов.

10. Что общего и в чем различие (свойства, особенности применения) для указанных ниже материалов: минералЪватные плиты ~ ячеистый бетон, пеностекло - пенопласт, ячеистая керамика - вспученный вермикулит, пер- литоцемент - торфоплиты.

11. Обоснуйте выбор материала для теплоизоляции: наружных стен, фасадов зданий, перегородок, полов и потолков, трубопроводов, оборудования котельных и другого горячего технологического оборудования.

Тема «Органические вяжущие и материалы на их основе»

Дорожно-строительные материалы

Дорожно-строительные материалы в период эксплуатации  сооружении (дорожная одежда, мосты и др.) подвергаются воздействию внешних механических сил и физико-химических факторов окружающей среды. К внешним механическим воздействиям относят ударные и статические нагрузки от транспортных средств, массы элементов конструкций, механической работы воды, льда, ветра. К физико-химическим факторам относят колебания температуры воздуха, инсоляцию, атмосферные осадки, поверхностные и грунтовые воды и др.

В зависимости от того, в каком элементе дорожной конструкции работают материалы, они по-разному подвергаются воздействию внешних сил и физико-химических процессов окружающей среды. Механические воздействия на материалы в дорожных конструкциях могут значительно усиливаться под влиянием факторов среды. Так, атмосферные воды, попадая в отдельные слои дорожной одежды, могут нарушать структурные связи в материале, растворять и вымывать некоторые вещества. Колебания температуры периодически изменяют внутренние напряжения в материалах, что приводит к появлению микротрещин, сдвигов под воздействием транспортных средств. С течением времени под влиянием сложного комплекса механических, физических и химических факторов дорожно-строительные материалы постепенно* разрушаются. Пригодность материалов для конкретных условий определяют по их свойствам.

Для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог и сооружений применяют разнообразные природные и искусственные материалы. Часть из них имеет общестроительное значение (щебень, песок, цементобетон и др.), часть имеет большую дорожную специфику (битумные материалы, асфальтобетон). Общими особенностями свойств дорожно- строительных материалов являются повышенные значения прочности, износостойкости, водостойкости, морозостойкости, химической стойкости. Вместе с тем большие объемы потребления этих материалов ставят в разряд особо актуальных задачу обоснованного выбора материала в каждом конкретном случае на основе тщательного технико-экономического анализа.

Сравнительный анализ свойств дорожно-строительных материалов

В данной работе на основе изучения учебной литературы студенты производят сравнительный анализ свойств основных дорожно- строительных материалов во взаимосвязи с особенностями их применения. Результаты строительного анализа заносят в таблицу 1

Таблица 1

Характеристика основных свойств и особенности применения дорожно-                 строительных материалов        

Контрольные вопросы

1. В чем состоят особенности работы и свойств дорожно-строительных материалов?

2. Каковы основные виды, свойства и особенности применения природных каменных дорожно-строительных материалов?

3. Что общего и в чем различия (способ получения, свойства, особенности применения) представленных материалов и изделий:

керамический клинкерный кирпич - дорожное изделие из цементобетона;

дорожный цементобетон - асфальтобетон;

асфальтобетон - битумоминеральные смеси?

4. Что такое горячая и холодная асфальтобетонная смеси?

5. Что такое литой асфальтобетон и асфальтовая мастика?

6. Как повысить водо- и морозостойкость асфальтобетона?

7. Какие существуют способы повышения долговечности материалов на основе битумов?