Определение водопоглощения

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Строительство – одна из главнейших отраслей экономики.

Для возведения зданий и инженерных сооружений требуется большое количество различных строительных материалов. Их стоимость в среднем составляет 60% (а в ряде случаев и более) от общей стоимости строительства.

Перед промышленностью строительных материалов в России стоят серьезные задачи, заключающиеся не только и не столько в увеличении выпуска материалов и изделий, а прежде всего в повышении их качества и расширении выпуска новых эффективных материалов и изделий, позволяющих снизить материалоемкость строительства и трудоемкость возведения зданий и сооружений.

Промышленность строительных материалов представляет собой сложный комплекс специализированных отраслей производства, изготовляющих большое количество разнообразной продукции. По объему производимой продукции промышленность строительных материалов занимает одно из первых мест в экономике.

Основной материальной базой строительства остаются традиционные материалы: керамика, вяжущие вещества, бетон, лесомате­риалы, асбестоцементные изделия, а также широкое использование местных строительных материалов. Промышленность строительных материалов использует в качестве сырья попутные продукты и отходы других отраслей промышленности (металлургические шлаки, золы ТЭС, отходы деревообработки).

Изучением свойств материалов занимается материаловедение. Для того чтобы правильно использовать строительные материалы, необходимо знать их свойства и назначение. Их рациональное применение остается главной задачей строителей.

Общая тенденция в производстве строительных материалов — выпуск материалов и изделий с максимальной степенью готовности для использования. Это касается не только традиционных сборных железобетонных элементов (панелей, плит перекрытий и т. п.), но и отделочных, кровельных и других специальных материалов. Использование таких материалов позволяет свести работы на месте строительства к простейшим монтажным операциям, что вкупе с разнообразным электроинструментом и вспомогательными материалами (крепежными, клеящими и т. п.) ускоряет и облегчает строительство.

Методические указания по данной теме содержат основные сведения о свойствах материалов, применяемых в строительстве: физические, химические, мехенические, эксплуатационные и т.д. Подробно рассмотрены такие свойства как плотность; пористость; пустотность, влажность, водопоглощение, морозостойкость, водо- и паропроницаемость, водостойкость, теплопроводность, теплоемкость, прочность, твердость, истираемость.

В результате изучения темы студент должен:

иметьпредставление о строении строительных материалов;

знать основные структурные характеристики (плотность, пористость) и свойства (физические, механические и др.) строительных материалов;

уметь определять основные свойства строительных материалов.

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

Истинная плотность ρ_и (кг/м³, г/см³)— отношение массы m к объему материалав абсолютно плотном состоянии V_а, т. е. без пор и пустот:

, кг/м3	(1)
где	m — масса материала в естественном состоянии, кг, г;
	Vа — объем материала в абсолютно плотном состоянии, м3, см3.

Средняя плотность ρ_ср (кг/м³, г/см³) — физическая величина, определяемая отношением массы материала m ко всему занимаемому им объему, включая имеющиеся в нем поры и пустоты (в естественном состоянии) V_е:

	(2)
где	m — масса материала в естественном состоянии, кг, г;
	Vе — объем материала в естественном состоянии, м3, см3.

 

Насыпная плотность ρ_н (кг/м³, г/см³) - величина, определяемая отношением массы материала т к занимаемому им объему в рыхлом состоянии V_н:

	(3)
где	m — масса материала в естественном состоянии, кг, г;
	Vн — объем материала в рыхлом состоянии, м3, см3.

Т а б л и ц а 1

Истинная и средняя плотность некоторых строительных материалов

Материал	Плотность, кг/м3
истинная ρи	средняя ρср
Сталь	7850—7900	7800—7850
Гранит	2700—2800	2600—2700
Известняк (плотный)	2400—2600	1800—2400
Песок	2500—2600	1450—1700
плЦемент	3000—3100	900—1300
Керамический кирпич	2600—2700	1600—1900
Бетон тяжелый	2600—2900	1800—2500
Сосна	1500—1550	450—600
Поропласты	1000—1200	20—100
Пенопласт	950-1200	15-100

Задача 1. Образец металла имеет размеры 50х50х50 мм, масса его составляет 900 гр. Определить среднюю плотность.

Решение. Из формулы (2)

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСТОТНОСТИ

Величина насыпная плотность V_н включает в себя объем всех частиц сыпучего материала и объем пространств между частицами, называемых пустотами. Если для зернистого материала известны насыпная плотность ρ_н и средняя плотность зерен ρ_ср, то можно рассчитать его пустотность Пус - относительную характеристику, выражаемую в долях единицы или в процентах:

(4)

Задача 1. Определить пустотность кварцевого песка, если средняя плотность его 2,6 г/см³, а насыпная плотность составила 1,62г/см³.

Решение. Из формулы (4)

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ

Пористость П материала характеризует объем, занимаемый в нем порами. Пористость характеризуется показателем пористости:

или или или (5)

 

Следует различать открытую и закрытую пористость. Открытая пористость П_О, %, характеризуется количеством открытых пор, состоящих из сети капилляров, каналов и трещин, сообщающихся между собой и поверхностью ма­териала. Открытую пористость определяют путем водонасыщения образца, после чего вычисляют по формуле:

	(6)
гдема	m2 - масмасса образца, насыщенного водой, кг, г.
	m1 - масмасса сухого образца, кг, г.
	m4 - мамасса образца в воде при гидростатическом взвешивании, кг, г..

 

Закрытая пористость П_З характеризуется наличием в теле материала замкнутых пор и воздушных включений, не сообщающихся между собой.

 

Задача 1. Природный камень, представляющий собой куски неправильной формы имеет среднюю плотность в куске 850 кг/м³. Рассчитайте пористость этой породы, если изве­стно, что плотность вещества, из которого она состоит, 2600 кг/м³.

Решение. Из формулы (6):

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

Водопоглощение W – способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение – это разность между массой образца, насыщенного водой m₂, и массой сухого образца m₁:

	(7)
где	m2 - масса образца, насыщенного водой, кг, г.
	m1 - масса сухого образца, кг, г.

 

Объемное водопоглощение W_об - это разность между массой образца, насыщенного водой m₂, и массой сухого образца m₁ отнесенная к объему образца V:

или

(8)

Массовое водопоглощение W_m - это разность между массой образца, насыщенного водой m₂, и массой сухого образца m₁, отнесенная к массе сухого образца m₁:

(9)

Задача 1. Образец древесно-стружечной плиты имеет размеры 100х100х20 мм, масса его m₁ = 200 г. После насыщения водой его масса увеличилась до m₂ =250 г. Вычислить его объемное и массовое водопоглощение.

Решение. Из формулы (8):

Из формулы (9):

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Влажность В - отношение массы воды, находящейся в данный момент в материале m₃, к массе (реже - к объему) материала в сухом состоянии т₁:

	(10)
где	m3 - масмасса воды, находящейся в материале, г.
	m1 - масмассапп сухого образца, г.
	(11)
где	m - масмасса пустой бюксы, г.
	m1 - масмасса бюксы с влажным образцом, г,
	m2 - масмасса бюксы с высушенным образцом, г

Задача 1. Образец кирпича, взятого из стены, имел массу 240 г. После высушивания в термошкафу при 105 °С до постоянной массы масса этого образца стала 210 г. Какова влажность кирпича в стене?

Решение. Из формулы (10):

__________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОСТОЙКОСТИ

Водостойкость - свойство материала сохранять прочность при насыщении его водой. Критерием водостойкости строительных материалов служит коэффициент размягчения К_р - отношение прочности при сжатии материала, насыщенного водой, R_нас к прочности при сжатии сухого материала R_сух:

	(12)
где	Rнас - прочности при сжатии материала, насыщенного водой,
	Rсух - прочности при сжатии сухого материала.

 

Если К_р >0,75, то материал называют водостойким.

Задача 1. Прочность на сжатие сухого кирпича R_сух=200 кг/см², а после насыщения водой R_нас=120 кг/см². Определить, является ли данный кирпич водостойким?

Решение. Из формулы (12):

, т.к К_р<0,75, то кирпич – не водостоек

______________________________________________________________________

1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: