По методу абсолютных объёмов

Таблица А.1- Характеристика материалов

Материал	Истинная плотность, г/см3	Насыпная плотность, г/см3	Пустотность, %	Влажность, %
Портландцемент	3,1	1,1	-	-
Шлакопортландцемент	3,0	1,0	-	-
Щебень гранитный фракционированный	2,65	1,65
Щебень известняковый плотный (рядовой)	2,5	1,4
Песок речной средней крупности	2,6	1,5

-10-

Приложение Б

Методические указания по решению задач

Основные свойства строительных материалов

Физические свойства

1.1.1 Истинная плотность (ρ)

ρ = m / V_a,

где ρ – масса единицы объёма абсолютно плотного материала (без пор, пустот и включений), г/см³, кг/м³;

m – масса сухого материала, г, кг;

V_a – объём материала в абсолютно плотном состоянии, см³, м³.

1.1.2 Средняя плотность (ρ_m)

ρ_m = m / V,

 

где ρ_m – масса единицы объёма материала в естественном состоянии, кг/м³, г/см³;

m – масса сухого материала, кг, г;

V – объём материала в естественном состоянии, м³, см³.

Примечание. Для сыпучих материалов (цемента. песка, гравия, щебня) определяют насыпную среднюю плотность.

Пористость (П)

 

 

Пористость выражают в долях от объёма материала, принимаемого за «1» или в

процентах от объёма

-11-

П=(1 - ρ_m) / ρ,

 

или П=[(ρ - ρ_m) / ρ] 100%,

где П – пористость материала;

ρ – масса единицы объёма абсолютно плотного материала, г/см³, кг/м³;

ρ_m – масса единицы объёма материала в естественном состоянии, г/см³ кг/м³.

Водопоглощение (W)

 

Способность материала впитывать и удерживать воду (при непосредственном соприкосновении с ней).

Различают водопоглощение по массе (W_m ) и объёму (W_v).

 

W_m= [(m_н - m) / m] 100%,

 

где W_m - водопоглощение по массе, %;

m – масса сухого материала, г, кг;

m_н – масса материала в насыщенном водой состоянии, г, кг.

W_v = [(m_н - m) / V] 100%,

 

где W_v - водопоглощение по объёму, %;

m – масса сухого материала, г, кг;

m_н – масса материала в насыщенном водой состоянии, г, кг.

V – объём материала в естественном состоянии, см³, м³.

Отношение между водопоглощением по объёму и по массе численно равно средней

плотности материала, т. е.

 

W_v / W_m= m / V= ρ_m.

 

 

-12-

Водостойкость

Способность материала сохранять свою прочность после насыщения водой. Водостойкость характеризуется коэффициентом размягчения.

Коэффициент размягчения, k_разм – отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала

k_разм = R_нас / R_сух,

 

где R_нас – предел прочности при сжатии образца в водонасыщенном состоянии, МПа;

R_сух – предел прочности при сжатии сухого образца, МПа.

Водостойкими считают материалы, имеющие коэффициент размягчения не менее 0,8.

Механические свойства

Прочность

Свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами.

Прочность материала оценивают пределом прочности на сжатие и растяжение.

Предел прочности, R, МПа – напряжение, соответствующее нагрузке вызывающей разрушение материала.

Предел прочности при сжатии

R_сж= Р_разр / S,

где Р_разр – разрушающая нагрузка, Н, кгс;

S – площадь поперечного сечения образца, м².

По величине предела прочности на сжатие определяется марка каменного материала.

-13-

Решение задач по теме «Основные свойства строительных материалов»

1.3.1 Образец камня в виде куба со стороной см имел массу в сухом состоянии 240г. После насыщения его водой, масса составила 248г. Определить среднюю плотность и его водопоглощение по массе и объёму.

Решение

Объём образца

 

V= а³, V=5³=125м³

Средняя плотность

ρ_m =W_v / W_m, ρ_m=240/125=1,918 г/см³

Водопоглощение по массе

 

W_m= [(m_н - m) / m] 100%, W_m=(248-240)100/240=3,31%

 

 

Водопоглощение по объёму

 

W_v = [(m_н - m) / V] 100%, W_v=(248-240)100/125=6,4%

 

1.3.2 Образец камня в сухом состоянии весит 77г, после насыщения водой – 79г. Вычислить среднюю плотность и пористость, если истинная плотность 2,67г/см³, а водопоглощение по объёму 4,28%.

Решение

Водопоглощение по массе

 

W_m= [(m_н - m) / m] 100%, W_m=(79-77)100/77=2,6%

Средняя плотность

ρ_m =W_v / W_m, ρ_m=4,28/2,6=1,646 г/см³

-14-

Пористость

П=[(ρ - ρ_m) / ρ] 100%, П=(2,67-1,649)100/2,67=38,4%

1.3.3 Определить пористость горной породы в виде куба со стороной 10см. Масса образца 2,3кг. Истинная плотность породы 2,6 г/см³.

Решение

Объём образца

 

V= а³, V=10³=1000см³

 

Средняя плотность

ρ_m = m / V, ρ_m=2300/1000=2,3 г/см³

 

Пористость

П=(1 - ρ_m) 100/ ρ,

П=(1-2,3/2,6)100=11,15%

 

1.3.4 Масса сухого образца известняка-ракушечника равна 300г. После насыщения его водой вес увеличился до 360г. Найти пористость ракушечника, водопоглощение по массе и объёму, если его истинная плотность 2,4 г/см³, а объём образца 250см³.

 

Решение

Водопоглощение по массе

 

W_m= [(m_н - m) / m] 100%, W_m=(360-300)100/300=20%

 

Водопоглощение по объёму

 

W_v = [(m_н - m) / V] 100%, W_v=(360-300)100/250=24%

 

Средняя плотность

ρ_m = m / V, ρ_m=300/250=1,2 г/см³

 

-15-

Пористость

 

П=[(ρ - ρ_m) / ρ] 100%, П=(2,4-1,2)100/2,4=50%

1.3.6 Масса сухого образца плотного известняка равна 420г. После насыщения его водой масса составила 460г. Определить среднюю плотность и водопоглощение по массе, если истинная плотность его равна 2,5 г/см³, а водопоглощение по объёму 12%.

 

Решение

 

Водопоглощение по массе

 

W_m= [(m_н - m) / m] 100%, W_m=(460-420)100/420=9,5%

 

Средняя плотность

ρ_m = m / V, ρ_m=12/9,5=1,26 г/см³

 

1.3.7 Истинная плотность образца горной породы песчаника равна 2,5 г/см³. Водопоглощение по объёму в 2 раза больше водопоглощения помассе. Определить пористость песчаника.

Решение

Отношение объёмного водопоглощения к водопоглощению по массе равно средней плотности, т.е.

 

W_v / W_m= ρ_m=2,0 г/см³

 

Пористость

 

П=[(ρ - ρ_m) / ρ] 100%, П=(2,5-2,0)100/2,5=20%

 

1.3.8 Определить водопоглощение по объёму, если высушенный песчаника весит 500г, а масса насыщенного водой равна 550г.

Средняя плотность песчаника 2,0 г/см³.

-16-

Решение

Объём песчаника в естественном состоянии определяется из формулы средней плотности

 

ρ_m = m / V, отсюда V= m/ ρ_m, V=500/2,0=250 см³

 

Водопоглощение по объёму

 

W_v = [(m_н - m) / V] 100%, W_v=(550-500)100/250=20%

 

1.3.9 Истинная плотность обыкновенного глиняного кирпича 2,5 г/см³, масса его в сухом состоянии 3,6кг. Определить среднюю плотность и пористость, если размеры его соответствуют действующему стандарту.

 

Решение

 

 

Средняя плотность кирпича

ρ_m = m / V, где объём кирпича V=l∙b∙h,

 

ρ_m=3600/25∙12∙6,5=1,85 г/см³

 

Пористость

 

П=[(ρ - ρ_m) / ρ] 100%, П=(2,3-1,85)100/2,3=20%

 

1.3.10 Определить коэффициент размягчения известняка-ракушечника, если прочность его образца-куба в сухом состоянии 65МПа, а в насыщенном водой состоянии 42МПа. Сделать вывод о водостойкости известняка-ракушечника.

 

Решение

Коэффициент размягчения ракушечника

 

k_разм = R_нас / R_сух, k_разм =42/65=0,646<0,8

 

-17-

1.3.11 Образец плотного известняка неправильной формы весил на воздухе 120г (в сухом состоянии). После покрытия его поверхности парафином масса его в воде составила 65г. На парафинирование образца израсходовано 1,3г парафина с истинной плотностью 0,9 г/см³. Вычислить среднюю плотность известняка. Плотность воды принять ρ_в =1 г/см³.

 

Решение

Объём парафина, см³, на покрытие известняка определяем по формуле

 

V= m/ ρ_m,

 

V_п=1,3/0,9=1,44см³

 

Объём образца известняка, см³, определяем по формуле

 

V_и= m_и – m_в / ρ_в - V_п,

 

V_и=(120-65)/1,0 – 1,44=53,56см³

 

Средняя плотность известняка, кг/м³, определяем по формуле

ρ_mи = m_и / V_и,

 

ρ_mи=120/53,56=2,24 г/см³=224кг/м³

 

1.3.11 Бетонный куб с ребром 100мм при испытании на сжатие разрушился при нагрузке 181000Н. Определить предел прочности. Сделать вывод о марке бетона.

 

Решение

Площадь поперечного сечения образца

S=10²=100 см²=0,01м²

 

Предел прочности на сжатие

 

R_сж= Р_разр / S,

Расчёт в системе «СИ»

 

R_сж=0,95∙180000/0,01=17100000Па=17,1МПа,

-18-

где 0,95 – коэффициент, принимаемый для определения предела прочности на сжатие для куба с ребром 100мм.

Расчёт в системе «СГС»

R_сж=0,95∙18000/10∙10=171кгс/см²,

 

следовательно марка бетона «150».

Керамические материалы

 

Керамическими называют материалы, изготовленные из глин с добавлением других материалов путём формования, сушки и последующего обжига.

Сырьё, используемое для производства керамики, подразделяют на пластичные – глины и каолины и непластичные – отощающие и выгорающие добавки и плавни.

Одним из важнейших свойств глин является их способность при нагревании и обжиге переходить в камневидное состояние.

По огнеупорности глины подразделяются на огнеупорные, тугоплавкие и легкоплавкие с огнеупорностью соответственно выше 1580⁰С, в пределах 1580-1350⁰С и ниже 1350⁰С.

При изготовлении керамических изделий для уменьшения пластичности, воздушной и огневой усадки в состав керамических масс вводят отощающие материалы, практически не имеющие усадки в процессе сушки и обжига.

К отощающим материалам относят кварцевый песок, пылевидный кварц, кремень, шамот. обожжённый керамический бой, шлак и т.д.

К плавням относятся материалы, способные снижать температуру её спекания и огнеупорность. Наиболее часто применяемые плавни: полевые шпаты, пегматиты, сиениты, доломит, магнезит, мел.

В качестве выгорающих добавок применяют: угольную мелочь, древесные опилки, торф.

-19-

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: