Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»




Скачать 465.72 Kb.
НазваниеЛитература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
страница1/8
Дата07.01.2013
Размер465.72 Kb.
ТипЛитература
  1   2   3   4   5   6   7   8

Содержание



стр.

Введение 2

1. Физико-механические свойства строительных материалов 5

1.1. Плотность 5

1.1.1. Истинная плотность 5

1.1.2. Средняя плотность 5

1.1.3. Насыпная плотность 5

1.1.4. Относительная плотность 6

1.2. Пористость 6

1.3. Пустотность 7

1.4. Водопоглощение 7

1.5. Коэффициент насыщения пор водой 8

1.6. Теплопроводность 8

1.7. Прочность 8

1.8. Твердость 10

1.9. Коэффициент размягчения 10

1.10. Коэффициент конструктивного качества 10

1.11. Особенности определения свойств древесины 11

2. Вяжущие вещества и их виды 13

2.1. Классификация и виды 13

2.2. Типовые задачи к теме «Воздушные вещества» 15

2.3. Типовые задачи к теме «Гидравлические вяжущие вещества» 17

3. Варианты заданий к контрольной работе № 1 19

4. Варианты заданий к контрольной работе № 2 28


Литература 37


Введение



Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» является изучение общих основ материаловедения, позволяющих подготовить специалиста к решению профессиональных задач в области проектно-конструкторской, организационно-управленческой, производственно-технологической, научно-исследовательской деятельности в сфере строительства.

Подготовка высококвалифицированного специалиста ставит перед дисциплиной

«Материаловедение. Технология конструкционных материалов» следующие задачи:

  1. Осветить основные направления научно-технического прогресса в области разработки, производства и применения прогрессивных материалов и изделий; экологические проблемы производства и применения строительных материалов, изделий и конструкций.

  2. Выявить тесную материаловедческую связь состава и строения материалов с их свойствами; изложить материаловедческие основы получения материалов оптимального состава, структуры с требуемыми техническими характеристиками, конкурентоспособностью и долговечностью при максимальном комплексном ресурсосбережении; закономерности изменения свойств под воздействием различных факторов.

  3. Показать роль науки в создании эффективных конструкционных, изоляционных и отделочных материалов и изделий; закономерности создания состава и структуры, а также качественно новые свойства композиционных материалов, тенденции развития функциональных, конструкционно-функциональных и конструкционных специальных видов материалов.

  4. Обратить внимание на значение показателей качества продукции и оценку ее технического уровня по системам сертификации продукции.

  5. Отразить тенденции развития специальных видов строительных материалов; проанализировать меры защиты строительных материалов, изделий и конструкций от воздействия различных агрессивных сред; методы повышения долговечности и надежности.

  6. Ознакомить с методами экономического анализа при выборе строительных материалов; ориентировать будущих специалистов на использование местных материально-технических ресурсов.

  7. Изложить основы развития стандартизации и сертификации, ее роль в повышении качества продукции и развитие на международном, региональном и национальном уровнях.

  8. Освоить методы оценки свойств и структуры строительных материалов в ходе лабораторного практикума.

Программа курса ««Материаловедение. Технология конструкционных материалов» предусматривает изучение теоретических основ, проведения лабораторных работ. Теоретическая часть изучается студентами-заочниками самостоятельно по рекомендуемой учебной литературе.

Изучение теоретической части курса завершается выполнением контрольных работ №1, №2. Для выполнения контрольных работ необходимо использовать методические указания и контрольные задания по курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» для студентов заочного обучения, специальности ЭУН - 2009 г.

Выполнение контрольных работ производится письменно в соответствии с вариантом. Номер варианта устанавливается путем сложения двух последних цифр шифра зачетной книжки. Например: шифр зачетной книжки 08ЭУН72 вариант выполняемой контрольной работы № 9 (7+ 2).

Контрольные работы состоят из пяти теоретических вопросов и двух задач. Ответы излагаются в письменном виде, они должны быть четкими и конкретными. При решении задач последовательно излагают ход решения и формулируют выводы.

Теоретические вопросы по темам:

- основные свойства строительных материалов;

- природные каменные материалы;

- древесина и композиционные материалы на ее основе;

- керамические материалы;

- материалы и изделия из минеральных расплавов;

- разновидности искусственных полимерных конгломератов;

- металлические материалы и изделия;

- минеральные вяжущие вещества;

- искусственные каменные материалы на основе минеральных вяжущих;

- бетоны на неорганических вяжущих;

- органические вяжущие;

- строительные растворы;

- органические вяжущие и изделия на их основе;

- отделочные материалы;

- современные материалы для полов;

- органические вяжущие и изделия на их основе;

- гидроизоляционные материалы;

- теплоизоляционные и акустические материалы;

- лакокрасочные материалы.

Задачи по темам:

- основные свойства строительных материалов;

- керамические материалы;

- металлические материалы и изделия;

- древесина и композиционные материалы на ее основе;

- минеральные вяжущие вещества;

- бетоны на неорганических вяжущих.

Контрольные работы должны быть сброшюрованы и подписаны студентом. Рекомендуется оставлять поля для замечания рецензента и исправлений.

Выполненные контрольные работы сдается на проверку до сессии (за неделю до срока сдачи экзамена).

Получив работы после рецензии, необходимо внести изменения и сдать на повторную проверку.

Лабораторные работы студенты выполняют под руководством преподавателей и лаборантов кафедры. Основные пояснения по выполнению лабораторных работ даются преподавателем, а сами работы по испытанию материалов студенты делают самостоятельно под руководством опытных лаборантов. Студент обязан выполнить все лабораторные работы, причем каждая работа проверяется преподавателем. Студент, получивший зачет по лабораторным работам, выполнивший и получивший рецензию преподавателя по контрольным работам, допускается к сдаче экзамена.


1. ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ


1.1. Плотность

При решении задач и изучении свойств материалов необходимо различать плотность материалов в естественном состоянии, плотность в абсолютно плотном состоянии (плотность самого материала), плотность сыпучих материалов.


1.1.1. Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот) определяется по формуле:

ρи=m/Vа (1.1.)

где: ρи – истинная плотность, г/см3;

m – масса материала в абсолютно уплотненном состоянии, г;

Vа – объем материала в абсолютно плотном состоянии, см3

Vа=V-Vп (1.2.)

где: V – объем материала в естественном состоянии, см3;

Vп – объем пор в материале, см3.


1.1.2. Средняя плотность – масса единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами и пустотами), определяется по формуле:

ρо=mо/V (1.3.)

где: ρо – средняя плотность, г/см3;

mо – масса материала в естественном состоянии, г;

V – объем материала в естественном состоянии, см3.


1.1.3. Насыпная плотность – масса единицы объема материала, состоящего из зерен различного диаметра, находящихся в рыхлом состоянии (в насыпной объем включены межзерновые пустоты)

ρн=mн/Vн (1.4.)

где: ρн – насыпная плотность, г/см3;

mн – насыпная масса, г;

Vн – насыпной объем, равный объему сосуда, см3.

Насыпную плотность определяют как в рыхлонасыпном состоянии, так и в уплотненном. В первом случае материал засыпается в сосуд с определенной высоты, во втором – уплотняется на виброплощадке (30-60 сек).

Из вышеизложенного следует, что в единице объема для данного материала

m > mо > mн ρн > ρо > ρн

1.1.4. Относительная плотность – безразмерная величина, равная отношению средней плотности материала к плотности воды при 4оС, равной – 1 г/см3.

d=ρо/ρв (1.5.)

где: d – относительная плотность;

ρо – средняя плотность материала, г/см3;

ρв – плотность воды при 4оС, 1 г/см3.

Относительная плотность учитывается в некоторых эмпирических формулах (формула В.П. Некрасова для расчета теплопроводности, выражение для вычисления коэффициента конструктивного качества и др.).


1.2. Пористость материала (общая) – это доля заполнения объема материала порами.

Вывод формулы общей пористости:



Vп=V-Vа

Vа=m/ρи

V=m/ρо

По=[1-(ρо/ρи)]·100 % (1.6.)

где: По – общая пористость материала, доли или %;

V – объем материала в естественном состоянии, см3;

Vа – объем материала в абсолютно плотном состоянии, см3;

Vп – объем пор в материале, см3;

ρи – истинная плотность материала, г/см3;

ρо – среднаяя плотность материала, г/см3

От величины пористости и ее характера зависят важнейшие свойства материала: плотность, прочность, теплопроводность, долговечность и др.

Пористость в материале характеризуется как открытыми, так и закрытыми порами.

Поткv (1.7.)

где: Потк – открытая пористость, %;

Вv – водопоглощение по объему.

Пзакоотк (1.8.)

где: Пзак – закрытая пористость, %;

По – общая пористость, %;

Потк – открытая пористость, %.

Открытые поры увеличивают водопоглощение и водопроницаемость материала и ухудшает его морозостойкость.

Увеличение пористости за счет открытой увеличивает долговечность материала, снижает теплопроводность.


1.3. Пустотность – это доля межзерновых пустот в насыпном объеме материала.

Вывод формулы пустотности:



Vпуст=Vн-V

V=m/ρ

Vн=m/ρн

Пу=[1-(ρн/ρо)]·100 % (1.9.)

где: Пу – пустотность, доли или %;

Vн – насыпной объем материала, см3;

V – объем материала, см3;

Vпуст – объем пустот в насыпном объеме материала, см3.

Пустотность – важнейшая характеристика правильности подбора зернового состава заполнителей для бетонов, от которых зависит расход вяжущего (цемента, битума и др.). На практике пустотность лежит в пределах 26,5-47,6 %.


1.4. Водопоглощение - способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение выражают или степенью заполнения объема материала водой (водопоглощение по объему Вv), или отношением количества поглощенной воды к массе сухого материала (водопоглощение по массе Вm).

Вm=[(mн-mс)/mс]·100 % (1.10)

Вv=[(mн-mс)/V·ρв]·100 % (1.11.)

где: Вv – водопоглощение по объему, %;

Вm – водопоглощение по массе, %;

mн – масса материала, насыщенного водой, г;

mс – масса материала в воздушно-сухом состоянии, г;

V – объем сухого материала, см3.

Водопоглощение по объему Вv и водопоглощение по массе Вm связаны между собой зависимостью:

Вvm=(mн-mсmс/V·ρв·(mн-mс)=m/V·ρв=ρо/ρв=d (1.12.)

Вv=d·Вm (1.13.)

где: ρо – средняя плотность материала, г/см3;

ρв – плотность воды, 1 г/см3;

d – относительная плотность.


1.5. Коэффициент насыщения пор водой – отношение водопоглощения по объему к пористости.

(1.14.)

где: Кн – коэффициент насыщения пор водой;

Вv – водопоглощение по объему, %

По – общая пористость, %.

Коэффициент насыщения пор водой изменяется от 0 (все поры в материале замкнуты) до 1 (все поры открыты). Чем выше Кн, тем выше доля открытых пор относительно замкнутых.


1.6. Теплопроводность – способность материала передавать теплоту через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность характеризуется количеством теплоты, проходящей через материал толщиной 1 м, площадью 1 м2, в течение 1 с при разности температур на противоположных поверхностях материала 1оС.

λ=Q·a/(S·(t1-t2z) (1.15.)

где: λ – коэффициент теплопроводности, Вт/моС;

Q – количество тепла, Дж;

S – площадь материала, м2;

а - толщина материала, м;

(t2-t1) – разность температур по обе стороны слоя материала, оС;

z – время, в течение которого проходил тепловой поток, ч

Коэффициент теплопроводности можно подсчитать ориентировочно по относительной плотности материала, пользуясь эмпирической формулой В.П. Некрасова:

(1.16)

где: d – относительная плотность материала.


1.7. Прочность – свойство материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям и деформациям, которые возникают под действием внешних факторов (силовых, тепловых и т.д.)

Прочность материала оценивается пределом прочности, который условно равен максимальному напряжению, возникшему в материале под нагрузкой, вызывавшей разрушение материала.

На практике предел прочности определяют путем разрушения стандартных образцов при сжатии, изгибе или растяжении.

1.7.1. Предел прочности при сжатии:

(1.17.)

где: Rсж – предел прочности при сжатии, МПа;

N – разрушающая нагрузка, кгс;

F – площадь сечения образца, см2

1.7.2. Предел прочности при растяжении:

(1.18.)

где: Rраст – предел прочности при растяжении, МПа;

Nр – нагрузка, вызывающая разрыв образца, кгс;

Fо – первоначальная площадь сечения образца, см2.

1.7.3. Предел прочности при изгибе определяют путем испытания образца материала в виде призм (балочек) на двух опорах. Их нагружают одной или двумя сосредоточенными силами до разрушения:

(1.19.)

где: Rизг – предел прочности при изгибе, МПа;

Мизг – изгибающий момент;

W – момент сопротивления балки прямоугольного сечения.

W=(b·h2)/6 (1.20.)

где: b – ширина образца, см;

h – высота образца, см.

Предел прочности при изгибе при одной сосредоточенной симметричной относительно опор нагрузке: (рис.1.1.):

Rиз = М/W Миз = (1.21.)

(1.22.)

Рис. 1.1. Схема испытания на изгиб, при одной сосредоточенной нагрузке.

При двух сосредоточенных относительно опор нагрузках (рис. 1.2.):

Миз = (1.23.)

(1.24.)

Рис. 1.2. Схема испытания на изгиб при двух сосредоточенных нагрузках.

где: N – разрушающая нагрузка, кгс;

l – расстояние между опорами, см;

b и h – соответственно ширина и высота балочки, см.


1.8. Твердость – способность материала сопротивляться проникновению в него более твердого тела (шарика, призмы, пирамиды).

Твердость по Бриннелю (рис. 1.3.) определяют по величине отпечатка металлического шарика по формуле:

НВ=2N∙9,8/[πD(D-)] (1.25.)

где: НВ – твердость, МПа;

d – диаметр отпечатка, мм;

D – диаметр шарика, мм;

N – нагрузка, Н

Рис. 1.3. Схема испытания на твердость

Существует эмпирическая зависимость между твердостью стали по Бриннелю, которая определяется величиной отпечатка твердого металлического шарика диаметром D=10 мм при нагрузке N=3000х9,8 Н и пределом прочности стали на растяжение:

Rраст=0,36 НВ (1.26.)

1.9. Коэффициент размягчения – отношение прочности материала, насыщенного водой, к прочности сухого материала:

Кр=Rнас/Rсух (1.27.)

где: Кр – коэффициент размягчения

Rсух – предел прочности сухого материала, МПа;

Rнас – предел прочности насыщенного материала, МПа

Коэффициент размягчения характеризует водостойкость материала, он изменяется от 0 (размокающие глины, гипсовые образцы и др.) до 1 (металлы, стекло и др.). Материалы, у которых Кр›0,8, можно применять во влажных условиях без специальных мер по защите их от увлажнения.

1.10 Коэффициент конструктивного качества К.К.К. – отношение предела прочности (как правило при сжатии) материала к его относительной плотности:


К.К.К.=Rсж/d (1.27.)

где: к.к.к. – коэффициент конструктивного качества;

Rсж – предел прочности при сжатии, МПа;

d – относительная плотность.

Если для определения прочности, коэффициента размягчения и коэффициента конструктивного качества используют гидравлический пресс с манометром, фиксирующим давление, при котором разрушается образец материала, то предел прочности находят по формуле:

Rсж=N/F=MS/F (1.28.)

где: Rсж – предел прочности при сжатии, МПа;

N – разрушающая нагрузка, кгс;

М – показание манометра (давление), атм.;

S – площадь поршня, см2;

F – площадь образца (рабочая), см2.

Единицы измерения:

[R] = Н/м2 = 1 МПа; [N] = 1 Н = 10-1 кгс = 10-3 кН

[R] = 1 кгс/см2 = 105 Па = 10-1 МПа

1.11. Особенности определения свойств древесины

При изучении свойств древесины и выполнении заданий необходимо учитывать неоднородность строения древесины, которая обуславливает различие показателей прочности и теплопроводности вдоль и поперек волокон, а также снижение физико-механических свойств при увлажнении. Поэтому полученные при испытании показатели приводят к стандартной влажности 12%, пользуясь формулами:

для средней плотности:

ρо(12)о(w) [1+0,01∙(1 – Ко) (12 - W)] (1.29)

где: ρо(12) - средняя плотность древесины при влажности 12%, г/см3;

ρо(w) - средняя плотность древесины при данной влажности , г/см3;

К - коэффициент объемной усушки (для пород древесины березы, бука и лиственницы - 0,6;

для древесины прочих пород - 0,5);

W - влажность древесины в момент определения, % .

для прочностных показателей образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности:

R12=Rw[1+α(W-12)] (1.30)

для образцов с влажностью, равной или большей предела гигроскопичности (30%):

R12=Rw3012 (1.30)

где: R12 - показатель данного свойства при влажности 12%, МПа;

Rw - показатель этого свойства при влажности в момент испытания, МПа;

W - влажность древесины в момент определения, % ;

α - поправочный коэффициент, равный 0,04;

К3012 - коэффициент пересчета при влажности 30%, равный: 0,4 – для березы и лиственницы; 0,445 - для ели, пихты, граба, груши, ивы, ореха, осины и тополя; 0,45 - для сосны и бука; 0,475 - для клена; 0,535 - для вяза и ясеня; 0,55 - для дуба, липы и ольхи.

Определение предела прочности при сжатии:

Rw=Nmax/a·b (1.32)

где: Rw - прочность при данной влажности, МПа;

Nmax - максимальная нагрузка, кгс;

а и b - размеры поперечного сечения образца, cм.

Предел прочности древесины данной влажности приводят (пересчитывают) к пределу прочности древесины при 12%-ной влажности.

Определение предела прочности при изгибе:

Прочность древесины на статистический изгиб определяют по схеме (рис. 1.2) балки свободно лежащей на двух опорах с пролетом 240 мм и нагруженной двумя сосредоточенными грузами на расстоянии 80 мм:

Rизг(w)=Nl/bh2 (1.33)

где: Rизг(w) - предел прочности древесины данной влажности, МПа;

N - разрушающая нагрузка, кгс;

l - расстояние между опорами, см;

b и h - ширина и высота сечения образца, см.


2. ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА И ИХ ВИДЫ


2.1. Классификация и виды

Вяжущие вещества широко применяют в строительстве для изготовления искусственных каменных материалов (бетонных и железобетонных изделий и конструкций, дорожных и других покрытий, кладочных и штукатурных растворов, гидро- и теплоизоляционных материалов и т.д.). Их делят на две основные группы: органические и минеральные (неорганические). Органические вяжущие вещества представляют собой продукты перегонки нефти, каменного угля, древесины, торфа, обладающие способностью под влиянием физических или химических процессов переходить из пластичного состояния в твердое или малопластичное. К ним относятся: битумы, дегти, пеки, полимеры и эмульсии на их основе.

Минеральные вяжущие вещества представляют собой продукты, получаемые термической обработкой минерального сырья с последующим помолом в тонкий порошок. Поэтому минеральными вяжущими веществами называют тонкодисперсные (порошкообразные) материалы, способные при смешивании с жидкостью (водой, реже растворами солей) образовывать пластичное тесто, которое под влиянием физико-механических процессов, постепенно затвердевая, переходит в прочное камневидное состояние. При получении искусственных каменных материалов вяжущее тесто служит связкой "минеральным коллоидным клеем" для зерен или волокон заполнителей. При объединении жидкости с вяжущим и заполнителями получают следующие материалы:

Составляющие

До затвердевания

После затвердевания

Вяжущее + жидкость

Вяжущее тесто (коллоидный клей)

Камень вяжущего (цементный камень)

Вяжущее + вода + песок

Растворная смесь

Растворный камень (раствор)

Вяжущее + вода + мелкий заполнитель (песок) + крупный заполнитель (щебень или гравий)

Бетонная смесь

Бетонный камень (бетон)


В зависимости от способности твердеть и сохранять прочность, полученную после отвердевания в той или иной среде, минеральные вяжущие вещества разделяют на воздушные и гидравлические.

Воздушные вяжущие вещества после затворения водой или растворами солей способны переходить в камневидное состояние и сохранять его без потери прочности только на воздухе. К ним относятся воздушная известь, гипсовые вяжущие, магнезиальные вяжущие, растворимое стекло.

Гидравлические вяжущие вещества после затворения водой и предварительного затвердевания в среде влажного воздуха продолжают твердеть в воде, набирая прочность значительно большую, чем на воздухе. К гидравлическим вяжущим относятся: известь гидравлическая, романцемент, портландцемент и его разновидности, шлакопортландцемент, пуццолановый, тампонажный, глиноземистый, расширяющийся и другие цементы.

Воздушные вяжущие вещества применяют только в наземных, защищенных от увлажнения сооружениях. Гидравлические вяжущие вещества могут применяться как для наземных сооружений, работающих в условиях повышенной влажности, так и для подземных и подводных сооружений. Следовательно, для правильного выбора вяжущего для той или иной конструкции или детали нужно ясно представлять условия, в которых эта конструкция будет работать.

При решении задач по разделу "Вяжущая известь" необходимо изучить основы производства, процессы, происходящие при обжиге и гашении извести, виды извести, свойства извести.

Строительной воздушной известью называют вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) кальциево-магниевых карбонатных горных пород (известняка, мела, доломитов и пр.), содержащих на более 6% глинистых примесей.

Технологический процесс получения извести состоит из добычи известняка в карьере, его подготовки (дробления, сортировки) и обжига (в шахтных, вращающихся и других печах). При обжиге (при температуре 1000-1200 °С) известняк декарбонизируется и превращается в известь по реакции:

СаСОз = СаО + СО2


В результате обжига получают продукт в виде кусков белого цвета, называемый негашеной комовой известью (кипелкой) - СаО. Из нее путем помола или гашения получают:

  • известь негашеную молотую - СаО;

  • гашеную гидратную известь - пушонку - Са(ОН)2 , содержащую 32% воды;

  • известковое тесто - Са(ОН)2, содержащее 50% воды;

  • известковое молоко - Са(ОН)2, содержащее в 3-4 раза больше воды, чем тесто.

При взаимодействии комовой негашеной извести с водой происходит гидратация оксида кальция (гашение извести) с выделением значительного количества тепла

СаО+Н2О = Са(ОН)2+Q

По времени гашения строительную известь подразделяют на быстрогасящуюся (не более 8 мин), среднегасящуюся (не более 25 мин) и медленогасящуюся (более 25 мин).

2.2. ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ к теме " Воздушные вяжущие вещества"


2.2.1. Задача

Сколько комовой извести и какой активности можно получить при обжиге 10 т известняка, имеющего влажность 5% и содержащего 8% примесей.

Решение:

1. Количество известняка после испарения 5% воды в процессе обжига

10000кг х 0,95 = 9500 кг

2. Содержание примесей в известняке

9500 х 0,08 = 760 кг

3. Количество чистого известняка

9500 - 760 = 8740кг

4. При обжиге (1 = 1000-1200 °С) идет реакция диссоциации (разложения) известняка по реакции

СаСО3 - СаО + СО2

Молекулярные массы веществ

100 = 56 + 44

8740 = х

5. Выход активной извести ХСаО = (8740 х 56) / 100 = 4894,4кг

6. Выход комовой извести-кипелки с учетом примесей

4894,4 +760 = 5654,4 кг

7. Активность извести (содержание активной СаО)

(4894,4/5654,4 )х100% = 86,5%

2.2.2. Задача.

Сколько извести-пушонки можно получить из 8 т извести негашеной комовой, имеющей активность 90%

Решение:

Гашение извести идет по реакции СаО + Н2О = Са(ОН)2

Молекулярные массы веществ 56 + 18 = 74
В реакции гашения участвует только активная СаО

1. Количество активной негашеной извести-кипелки

8000 х 0,9 = 7200 кг

2. Выход извести-пушонки

7200 х 74 / 56 = 9514 кг

3. Учитывая, что при активности 90% примеси составляют 10%, из 8000 кг негашеной извести-кипелки получим извести-пушонки

9514 + 800 = 10314 кг


2.2.3. Задача.

Сколько содержится в 1 м3 известкового теста гидроксида кальция Са(ОН)2 и воды, если средняя плотность известкового теста равна 1400 кг/м3 ?

Истинная плотность гидроксида кальция 2050 кг/м3.

Решение:
Тесто состоит из абсолютного объема гидроксида кальция и абсолютного объема воды

V Сa(OH)2+VH2O=1м3=1000 л

Содержание гидратной извести в кг обозначим через X, тогда содержание воды в 1 м3 известкового теста В = 1400 - Х

Сумма абсолютных объемов извести и воды

Х / 2,05 + (1400-Х)/1 = 1000

откуда Х = 781 кг или 781 х 100 /1400 = 55%

содержание воды

В =1400-781 =619 л, или 100% - 55% = 45%

2.2.4. Задача.

Определить среднюю плотность известкового теста, если оно содержит 50% воды. Истинная плотность извести-пушонки составляет 2,05 г/л.

Решение:

1. В 1 кг известкового теста содержится 500 г извести и 500 г воды.

2. Абсолютный объем известкового теста состоит из абсолютного объема извести и абсолютного объема воды

500/2,05 + 500/1 = 744 см3

3. Средняя плотность известкового теста

1000 / 744 = 1,34г/см3 или 1340 кг/м3


2.3. ТИПОВЫЕ ЗАДАЧИ к теме: " Гидравлические вяжущие вещества "


Цемент - это гидравлическое вяжущее, главной составной частью которого являются силикаты и алюминаты кальция, образующие при обжиге сырьевой смеси до спекания или до плавления. Из числа цементов различных видов наиболее важное значение имеет портландцемент. Его получают тонким помолом цементного клинкера и природного гипса (1,5 - 3,5 % в пересчете на SO3), допускается введение в смесь активных минеральных и других добавок. Клинкер - продукт обжига до спекания сырьевой смеси известняка и глины, обеспечивающей преобладание в нем силикатов кальция. Качество портландцемента характеризуют следующие показатели: минералогический состав, тонкость помола, нормальная густота цементного теста и сроки его схватывания, равномерность изменения объема, предел прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек, изготовленных из цементного раствора. По пределу прочности при сжатии и изгибе портландцемент подразделяют на марки "400", "500", "550", "600". Твердение и рост прочности портландцемента обусловлены взаимодействием основных клинкерных минералов с водой.

2.3.1. Задача.

Определить пористость цементного камня, если содержание воды при затворении портландцемента было 32%, а количество химически связанной воды равно 20% от массы цемента. Истинная плотность цемента равна 3100 кг/м3.

Решение:

Состав цементного теста по массе Ц : В = 1 : 0,32

1 .Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом

Vц.т.=Vц.+Vв=1000/3100+0,32 = 0,64 м3

2. Абсолютный объем, занимаемый цементным камнем

Vц.к.=1000 / 3100 + 0,20 = 0,32+0,20 = 0,52 м3

3. Относительная плотность цементного камня

Vц.к./Vц.т.=52 / 0,64 = 0,81

4. Пористость цементного камня

Vпор=(1- Vц.к./ Vц.т.)х100% =(1-0,81)х100 = 19 %

Поры в цементном камне образуются за счет разности между общим количеством воды затворения, определяемым водоцементным отношением, и количеством воды химически связанной (гидратной), использованной на образование цементного камня.


2.3.2. Задача.

Сколько потребуется пластифицирующей добавки для получения 50 т пластифицированного портландцемента. Добавка СДБ содержит 50% твердого вещества и 50% воды. Оптимальное содержание добавки СДБ составляет 0,2% от массы цемента (на сухое вещество СДБ).

Решение:

1. Для приготовления 50 т пластифицированного портландцемента необходимо ввести 0,2% СДБ от массы цемента (на сухое вещество)

50000 х 0,002 = 100 кг сухого вещества

2. Количество водного раствора СДБ 50% - ной концентрации

100/50 = 200 кг


2.3.3. Задача.

Образцы балочек (из цементного раствора пластичной консистенции) размером 4х4х16 см испытаны на изгиб и половинки балочек на сжатие. При испытании на изгиб были получены следующие результаты: 4,7; 5,1; 5,2 МПа. Разрушающая нагрузка при испытании на сжатие оказалась равной 8000, 7880, 8200, 8100, 8000 и 7900 кгс. Установить марку портландцемента.

Решение:

1. Марку портландцемента устанавливается по результатам испытания образцов-балочек на изгиб и половинок балочек на сжатие в соответствии с ГОСТ 30515-97.

2. При расчете предела прочности на изгиб берется среднее из двух наибольших результатов при испытании

(5.1+5,2)/2 =5,15 МПа

3. При испытании на сжатие половинок балочек нагрузку передают через металлические прокладки размером 4х6,5 см, что соответствует площади в 25 см2.


3. Варианты заданий к контрольной работе № 1


Вариант № 1


Вопросы:

  1. Механические свойства материалов. Методы их определения.

  2. Какие строительные материалы и изделия получают из горных пород?

  3. В каких разрезах изучают свойства древесины и почему?

  4. Дайте характеристику глинам, как основного сырья для производства керамики, их свойства.

  5. Классификация нефтяных битумов. Свойства. Применение.

Задачи:

  1. Масса образца при влажности 12 % составляет 200 г. Определите пористость материала, если истинная плотность 4000 кг/м3, а водопоглощение по объему 6 % при содержании воды в образце 5,21г.

  2. Масса 1 м3 сосны при влажности 12 % составляет 529 кг. Определить коэффициент конструктивного качества сосны, если при сжатии вдоль волокон образца стандартного размера с влажностью 20 % разрушающая нагрузка оказалась равной 18 кН.



  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconМетодическое пособие содержит задания к выполнению контрольной работы по курсу «Материаловедение. Технология конструкционных материалов»
Методические указания предназначены для студентов всех специальностей, заочной формы обучения, по дисциплине «Материаловедение. Технология...
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconУчебно-методический комплекс по дисциплине «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» (федеральный компонент) составлен в соответствии с требованиями к уровню подготовки специалиста по специальности 050501.
Учебно-методический комплекс: Материаловедение. Технология конструкционных материалов (Учебная и рабочая программы, методические...
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconДисциплина «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» Список литературы
Материаловедение и технология металлов: Учебник для вузов по машиностроительным специальностям / Г. П. Фетисов, М. Г. Карпман, В....
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconПримерная программа дисциплины технология конструкционных материалов рекомендуется Минобразованием России для направлений подготовки (специальностей) в области техники и технологии
Учебная дисциплина «Технология конструкционных материалов» посвящена изучению методов получения материалов и формирования из них...
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconУтверждаю директор чф книту-каи
Материаловедение и технология конструкционных материалов, лекция, доц. Мирсайзянова С. А., а. 202
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconПрограмма дисциплины «Технологическое оборудование, механизация и автоматизация в производстве, обработке и переработке материалов» по направлению / специальности «Материаловедение и технология новых материалов»
По направлению / специальности/ «Материаловедение и технология новых материалов»: Учебная программа разработана на кафедре Новых...
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconКонтрольная работа по курсу материаловедение. Технология конструкционных материалов
Ооп 551300 – электротехника, электромеханика, электротехнологии с квалификацией бакалавр техники и технологии
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconО. Т. Черней технология конструкционных материалов
О. Т. Черней Технология конструкционных материалов. Учебно-методическое пособие/ Черней О. Т.– Н. Новгород: вгипу, 2010. – 40с
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconРазработка низкочастотной ультразвуковой аппаратуры для терапии и хирургии
Работа выполнена на кафедре Материаловедение и технология конструкционных материалов Омского государственного технического университета...
Литература 37 Введение Целью преподавания дисциплины «Материаловедение. Технология конструкционных материалов» iconПрограмма дисциплины дпп. Дс. 04 Технология обработки металлов томск 2012 Цели и задачи дисциплины Целью преподавания дисциплины «Технология обработки металлов»
Целью преподавания дисциплины «Технология обработки металлов» является приобретение студентами системы знаний, необходимых для анализа...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница