ПРИМЕРЫ И ЗАДАЧИ ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ

1. а) г/см3, кг/дм3, кг/л, кг/м3, т/м3; б) и в) отвлеченная вели­чина или в процентах; г) кГ; д) кГ/см2, кГ/мм2; е) ккал/м-ч-град; ж) ккал/кг-град; з) л/м-ч-мм вод. ст.; и) отвлеченная величина; к) см; л) принимается как безразмерная величина; м) г/см2, см3/см2; н) безразмерная величина.

Для перевода в Международную систему (СИ) нужно восполь­зоваться «Международной системой единиц» (ГОСТ 9867—61), ут­вержденной Комитетом стандартов, мер и измерительных приборов СССР 18.9. 1961 г. (приложение 13).

Например: размерность силы в СИ — ньютон (н); 1 кГ—9,81 н; размерность напряжения и прочности — ньютон на квадратный метр, т. е. н/м2; 1 кГ/см2—9,81-104 н/м2;

размерность коэффициента теплопроводности — ватт на метр градус, т. е. вт/м-град; 1 ккал/м-ч-град—1,163 вт/м-град.

2. Расходы основных материалов принять по приложению 1. Для определения суммарного веса материалов на 1 м2 жилой площади на одного учащегося или на одно место необходимо, пользуясь прило­жением 2, вычислить веса отдельных материалов, а затем их сумми­ровать.

3. Объемные веса принять по приложению 2 нли по справочни­кам; нормы загрузки автомобильного и железнодорожного транспор­та — по соответствующим справочникам (например, каталогу ЦИНТИ «Автомобили СССР» и др.).

4. Объем парафина на покрытие камня = 0,75'0,9 =

= 0,833 см3.

С7 ~ (j SO —• 37

Объем образца V— ■—-—- —V„= ------------------------------ ----- —0,833 =

= 42,167 см3.

а во

Объемный вес камня Усб. к = ~ГГ = . „1, = 1.89 г/см3.

V 42,167

5. Объем образца V=nr2h=3,14 • 2.52 • 5=98,125 см3.

Объемный вес Yo6=245 : 98,125=2,496 г/см3.

249 — 245

Весовая влажность Ввес = ———• 100 = 1,635 %.

Объемная влажность 5об=Уоб-8вес =2,496-1,635 = 4,08%.

79 — 77

6. Ввес = ^ •100 — 2,6%.

Vo6 = Bo6 : Ввес=4,28 : 2,6= 1,645 г/см3.

Пористость р = V ~Y<?6 • 100 = 2’672"6)’645■ 100 = 38,4 %. Плотность d= 100 — р= 100—38,4% =61,6%.

7. Количество воды, содержащейся в 1 ж3 (1000 дм3) воздушно­сухого материала, составляет 3% или 0,03-1000=30 дж3=30 кг.

Вес 1 мъ полностью высушенного материала 1400—30= 1370 кг.

Объем поглощенной под давлением воды 1700—1370=330 кг или 330 дм3. Так как насыщение было под давлением, то объем открытых пор должен быть равен объему поглощенной воды, т. е. 330 дм3. Открытая пористость составит 330: 1000=0,33 или 33%.

nd2 Я^2

8. Рразр = Р — Pi — Рт. = Р — 620 — 20/?= 1250 р —

— 620 — 20р = 1230-100 — 620 = 122 380 кГ.

Р 122380

Дсж =------------ = ~ = 1223.8 кГ см2.

а-а 10-10

Jtrf2 3,14-102

9. Площадь стального цилиндра/7 = — — —78,54 см"2.

4 4

Напряжение в цилиндре cr=Ee=2,l ■ 106 є.

Усилие пресса P—aF=2, • 106е-78,54.

При давлении по манометру р= 10 ати еі=1-10~4, отсюда Р= = 2,1 • 106 • 10~4 • 78,54= 16 493 кГ; при р—20 ати ег=2 • 10-4; Р=2,1 X X 106 • 2 • 10-4 • 78,54=32 986 кГ.

Формула для определения усилия пресса Р=рх

32 986 = 20 * }’ 0тсюда х~ '649,3, т. е. Р= 1649,3 р.

Эта формула является приближенной, так как не учтены вредные сопротивления пресса (см. задачу 8).

10. При марке бетона 400 разрушающая нагрузка P=RF=400Х Х20-20=160 000 кГ = 160 Т. Поэтому пресс целесообразно настроить на шкалу 300 Т.

ЗР1 80-2Л5-152

11. Из формулы стизг=—сила Р= —— — 1800 кГ.

2оп2 о-ШО

Для испытания такой балки достаточно применить 2-тонный гид­равлический пресс.

12. Сила пресса для испытания кирпича: на сжатие Р=12,5-12/?Сж = 150/?Сж;

2 „ Ъ№ 2 12-6,52

на изгиб Р— g Яизг і — g -0,22/?сж - — =3,72/?сж.

Следовательно, необходимая сила пресса уменьшается в g—^ --= = 40,3 раза.

Сила пресса для испытания бетона: на сжатие Р=20-20/?Сж = 400/?сж;

2 М2 2 г 153

на изгиб Р— g 2?Изг — = • 100 ==3,6/?сж.

Следовательно, необходимая сила пресса уменьшается в 400 : 3,6= = 111 раз.

13. Для расчета выделим столб стены длиной 1 м и шириной 0,64 м. В общем виде нагрузка на основание столба стены от собст­венного веса составит Р=1'0,64 hy0в (h — высота стены, м). Из ус­ловия прочности P=Fo= 1 -0,64сг. Решая эти уравнения совместно,

а

находим h = —,

У об

5-100-100 „

при бутовой кладке h— —— = 25 м,

10-100.100

при кирпичной кладке А =----------------------- = 58,8 м, т. е. увели­

чение в 2,3 раза;

50-100-100

для стены из крупнопористого бетона h —------------------------------ =

= 500 м, т. е. увеличение в 20 раз.

Примечания: I. Расчет является условным, так как для высоких

стен требуется еще проверка на устойчивость против опрокидывания и выпу­чивания. В решении также не учтен запас прочности.

а

2. Величину —- называют коэффициентом конструктивного качества.

*^об

Явас 120

14. Коэффициент размягчения Кразм = т; = = [3]®*

/чсух 200

Материалы, имеющие коэффициент размягчения менее 0,8, относятся к неводостойким. В местах, подверженных систематическому увлаж­нению, применять их запрещается.

Так как вода занимает менее 90% объема пор (в данном случае лишь 72%), то в первом приближении материал можно отнести к морозостойким. Однако для окончательного решения следует прове­сти дополнительные испытания и, в частности, на изменение прочно­сти при замораживании.

Ямрз 240

15. Коэффициент морозостойкости бетона /СМрз — "7 = 7751 =

Анас о00

= 0,8. Материалы, имеющие коэффициент морозостойкости более 0,75, относят к морозостойким.

16. Среднее арифметическое значение всех (я=50) частных ре­зультатов испытаний прочности бетона * следующее:

TOC o "1-5" h z,, /?! + /?*+...+/?„ 220 + 250+. . -+340

М —------------------------------ =----------------------------------- «=

п 50

= 257 кГ/см'2,

а среднее квадратичное отклонение частных результатов испытаний прочности образцов бетона от величины их среднего значения со­ставляет

(220 — 257)Д + (210 — 257)2+ . . . +(340 — 257)2 50

= 35 «Г/сл2.

Показатель изменчивости Cv = —-100% =-— • 100= 13,65%

М 257

или 0,1365.

Коэффициент однородности

д, _ Ямин

•'■ОДН —■

Янорм

где Япорм — требуемое значение прочности бетона;

Ямин — наименьшее, статистически вероятное значение прочно­сти;

Ямин = gM,

g — коэффициент, определяемый в зависимости от величины Cv) при Cz,£^ 12% значение ^=1—3CV ; прн Cv> 12% значение g нахо­дят по графику рис. 15 в зависимости от величины SICV, S — вели­чина асимметрии кривой

П

2(я-м)3

S =—• ---------------------- =0,3505.

2 лаз

При значении S<0 однородность бетона получается столь низ­кой, ЧТО Коди не ВЫЧИСЛЯЮТ

0,3505 SICV = ^365 =

По графику рис. 15 для S=2,10 и Cv =0,1365

g = 0,75; Ям„„ = 257-0,75 = 192 кГ/см^,

192 400-0,65

К0дн— АПЛ п —0,738.

Значение Кода получилось выше допустимого значения, равно­го 0,6 (приложение 14).

17. Марками кирпича, раствора и бетона являются их норматив­ные сопротивления RH. Расчетные сопротивления R вычисляют как произведения нормативных сопротивлений на коэффициент однород­ности соответствующего материала (см. приложения 14. 15)

50 ООО

*=«-*н = о7ыоШ = 20 кГ^

По приложению 14 Коли — 0,5/?н == — = 40 кГ/сж2.

0,5

Марку кирпича принимаем 75. По приложению 16 принимаем марку раствора 75.

20

Для бетона Кот = 0,6-/?н = —— = 33,3 кГ/см?.

0,6

По приложению 17 принимаем марку бетона 50. М 0,0125 I ~ 100

Р 500

<j =— = —- = 2,5 кГ /мм2 — 250 кГ/см2;

/=•200 '

в 250

£--= — = — =2-106 кГ/см2.

г 0,000125 '

Р 4000

19. Требуемая площадь F~ г—~ = —— — 2,5 см2.

[о] 1600

Р1 4000-120

Абсолютное удлинение стержня &1~ - рр = 2 1Q6~2~5 “ см'

20. Q=2 кет-4=2.86,4= 172,8 ккал.

Коэффициент теплопроводности при средней температуре

100 + 20

t== ± = 60°;

Qa 172,8-0,05

h =—:------------ г:— =--- X. „X..—~—Г" = 0,432 ккал м-ч-град.

TOC o "1-5" h z P(tx — h)* 0,25 (100 — 20). 1 1

Коэффициент теплопроводности при нулевой температуре

X, 0,432

Хо= X —~ —---------------------- — ——-—— = 0,376 ккал М'Ч-град.

1 +0,0025/ 1 +0,0025-60 '

21. X = Хр + Мср = Хо + Ь —- -,

где X — коэффициент теплопроводности при средней температуре /Ср. являющейся среднеарифметической из температур ка гранич­ных поверхностях изоляционного слоя (на наружной t, на внутренней <г).

Для пеношамотной изоляции X=0,24+ 0,0002/ср.

Для анализа вычислим X для температур 500, 750 и 1000°.

500 + 60 „ 750 + 60 •

*ср = з ’ =------- 2------------- 5°’

1000 + 60 /ср = ^—=530°.

X' =0,24 + 0,0002-280 = 0,24 + 0,056 = 0,296 ккал/м-ч-град,

X" =0,24 + 0,0002.405 = 0,24 + 0,081 =

= 0,321 кк’ал/м-ч-град,

X" = 0,24 + 0,0002-530 = 0,24 + 0,106 =

= 0,346 ккал/м-ч-град.

С повышением температуры теплоизоляционного материала его коэффициент теплопроводности увеличивается.

275 + 25

22. Средняя температура слоя (ср — = 150°.

Коэффициенты теплопроводности для слоев: из совелитовой плиты ЯСов=0,067+ 0,00016(Ср = 0,067 + 0,00016Х X 150=0,091 ккал/м • ч • град,

из стекловатных плит ЯОт=0,038 + 0,0002^ср = 0,038+0,0002-150= =0,068 ккал/м-ч-град.

В ’

Термическое сопротивление изоляции из совелита R = - с-в - = 0,1.00

= = 1,098 мї-ч-град/ккал.

Толщина слоя из стекловолокна с сохранением проектного тер­мического сопротивления 6 о т = КЯс т = 1,098 • 0,068 = 74,6 мм.

_ t9—tx 16 —(—33)

23. QK„P = Я— і zF = 0,58- —-.Ы = 55,8 ккал.

й 0,51

Аналогично определяется количество тепла и для других мате­риалов.

24. Общее термическое сопротивление стены

а 0,64

Яобш=— + 0,20 = —+ 0.20 = 1.10.

25. Формула выводится из предположения, что, если все мате­риалы, составляющие бетонную смесь, нагреты от 0 до 1°, то темпе­

ратура бетонной смесн после перемешивания (без учета потерь теп­ла) будет также 1°. При этом запас тепла в бетоне будет равен сум­ме запасов тепла в его составляющих, т. е.

Уоб. бсс>' 1 = Ц Сц-1 + Пс„-1 + ЩСщ-1 + Всв• 1,

где Yoe. e—объемный вес бетонной смеси,

кг/м3;

Сц = сп = сщ=0,2 ккал/кг -град —теплоемкости соответственно це­мента, песка, щебня; св = 1 ккал/кг ■ град — теплоемкость воды.

0,2(Ц + П + ІЦ) + В

сб == ; подставив значения, получим са =

Уоб. б

=0,253 ккал/кг-град.

26. Средняя звукоизолирующая способность определяется по формуле

F

Rep — L Ядоп + 10 lg дб,

где І. ДОП—допустимый уровень звукового давления в изолируемом помещении, об;

F — площадь поверхности, излучающей шум в изолируемое помещение, м2;

А — общее звукопоглощение изолируемого помещения, м2.

то

2 7-5

Яср = 80 — 20 + 10 lg ----------------- =65,28 дб.

Для стен с весом более 200 кг/м2 зависимость средней звуко­изолирующей способности от веса 1 ж2 стены О выражается форму­лой Д’ср = 14,5 lg G+15. При ДСр=65,28 дб вес 0 = 588 кг/м2.

В зависимости от объемных весов толщины стен должны быть:

О 588

для тяжелого бетона с уое=2400 кг/ж3 а= = —— = 24,о см,

Yc6 240U

для керамзитобетоне с уОб=1200 кг/ж3 а = 588/1200 = 49,2 см,

для кирпича с уОб = 1700 кг/ж3 а=588/1700=34,7 сж.

27. Количество проходящего через толщу воздуха вычисляется по формуле

v^/0h-M±Mз,

а

где (і — коэффициент воздухопроницаемости, дм?/м - ч • мм вод. ст.;

F — площадь стены, ж2;

Pi и Р2 — давления воздуха на противоположных поверхностях стены, мм вод. ст.;

Q — толщина стены, ж; г — время испытания, ч.

Так как объемы проходящего воздуха через штукатурку и через кирпичную стену одинаковы, то можно записать

РЛРх — Рч) F(Pi—Pz)

[АХ — Р2

Значение букв с индексом 2 примем для штукатурки, с индек­сом 1 для кирпичной стены.

Приняв коэффициенты воздухопроницаемости для штукатурки Ц2 = 0,04, а для кирпича jxf = 0,35 и решив уравнение относительно а2, получим

цл 0,04

а2 = —■ = 0,51 ■ -------- = 0,06 ж = 6 см.

Pi 0,35

28. Степень ослабления у-излучения можно определить или по графику рис. 16 или по формуле

х

п =2 Л t

где х — толщина материала, сж;

d — слой половинного ослабления заданной среды, который для у-излучення с энергией 2,5 жэв можно вычислить по формуле

23

d = см,

Уоб

0) П

52

48 44 40

36

32 28

24

20

16

12

В

4

6)

100000 50000

10000 5000

1000 500

^ов — объемный вес МаГериала защитной толщи, г/см*.

Слои половинного ослабления будут равны;

23 .

для брони d6p — .2>84 СМ;

для тяжелого бетона dт. б = 10 см; для грунта drp = 14 см; для дерева £Ід=35 см.

Степени ослабления слоя толщиной 15 см составят:

15

для брони ПбР=22,84 =38,4; для тяжелого бетона пт. б=2,82; для грунта лгр=2,1; для дерева «д = 1,345.

120

23 13,5

29. Для грунта d ~ —— = 13,5 см, п =2 ' —461,

* 1 •

D„ap 13000

°-=-т-=1^г=28’^-

/Л*ар 12 ООО

30. Требуемая степень ослабления п — ——— = ——— = 240.

/^вн 50

Минимальные защитные толщи, обеспечивающие эту степень ослабления, будут:

для тяжелого бетона х=3,3 d lg л = 3,3- 10-lg 240=78,5 см; для грунта х=110 см; для дерева х—275 см.

31. Для многослойной защитной толщи из разных материалов со степенями ослабления пь п2, ..., п„ полная степень ослабления rc = /2lrt2 ... n„t

120

14

TOC o "1-5" h z для грунта «і =2 —373;

100

для бетона Л2 = 2 = 1024.

Полная степень ослабления п=п, п2—373 ■ 1024 = 381 952. т „к 40

32. /гпр = /Спр v= 1,7- 10 ь ■ -800-0,85= 115,5 см,

р * d 2 0,22

где КпР — коэффициент сопротивления материала прониканию снаря­да; для тяжелых бетонов М 500 /Спр= (1,3-И,8) • 10~б, большие величины Кар Для бетона больших марок.

33. Ацзр = /Свзр Y @

где Квэр — коэффициент сопротивления бетона взрыву (0,1=0,18);

АВзр = 0,15-уТЗ —0,3 = 0,225 м.

34. Аотк — Котк VG I,

где Котк — коэффициент сопротивления материала отколу; для бе­тона /(отк=0,33-7-0,48 (бблыпая величина для меньшей марки бетона)

35. Между динамической і? ДИн и статической Rc* Прочностями существует зависимость

is ^дин

Адин ^ D *

Act

где Кдин — коэффициент динамического упрочнения, который опре­деляем по графику рис. 17. Для т=0,1 сек— Кдин = 1,38; для х=0,01 се/с —Ядин= 1,56 (по средней линии заштри­хованной зоны).

При т = 0,1 сек /?ДИн— 1,38 '600 = 828 кГсм^

при т = 0,01 сек /?дНН~ 1,56-600 = 936 кГ/см"1.

Во втором случае динамическая прочность выше на 108 кГ/см2. По сравнению со статической динамическая прочность выше в первом случае на 228, во втором на 336 кГ/см2.

36. Зависимость прочности бетона от времени действия нагруз­ки выражается уравнением і? Дии=і? ст(1,6—0,15 lg х), где т — время действия динамической нагрузки, мсек.

310

Из этого уравнения RCT = іі6_о715^(Ї, ТзТооГ = 252 *ПСМ

что меньше заданной статической прочности бетона, поэтому соору­жение не разрушится.

37. Объем разрушенного материала при тепловом ударе выра­жается глубиной разрушения

h = Kyqi см,

где Ку — коэффициент уноса, представляющий собой объем материа­ла, разрушенного при единичном потоке тепла; для тяже­лого бетона Ку=0,0006, для жаропрочного бетона Ку — =0,0003 см31кал; q— величина теплового потока, кал/см2 ■ сек] т — время действия теплового потока, сек;

h — 0,0006-300.20 = 3,6 см.

38. Коэффициент конструктивного качества Кк. к есть отношение предела прочности материала R к его объемному весу у°б,

R

т. е. Кк. к— • Чем больше Кк. к, тем материал эффективнее,

Уоб

т. е. тем легче конструктивный элемент,

9500 4150

для СВАМ Кк. к =]^55 = 5; для стали (Ст - 3) Кк. к = ;^=0,468.

Конструктивный элемент из СВАМ в общем виде может быть легче конструктивного элемента из стали в 5: 0,468=10,7 раза.

39. Объем камня будет соответствовать объему вытесненной воды, т. е. К=125 см3.

250

Объемный вес камня в сухом состоянии Yo6 = TXZ — 2 г/см3.

125

125—100

Водопоглощение по весу Ввес =------------ —-—.100 = 10%.

2,01»

125 — 100

Водопоглощение ио объему Воб=----------- гтг 100 = 20 %.

LZO

250

Удельный вес Y=-j^j - = 2,78 г/см?.

2,78 — 2

Полная пористость рп =------------------- .100 = 28 %.

2,78

33

Водопоглощение под давлением Вл = 100=26,4% по объему.

Открытая пористость рот=26,4%.

Сравнивая объемное водопоглощение и открытую пористость, видим, что 20% <26,4 ■ 0,9, т. е. объем поглощенной воды менее 90% объема открытых пор, поэтому морозостойкость камня обеспечена.

40. Если 2400 кг сухого известняка занимают объем 1 - и3, то 300 г имеют объем 300 : 2,4=125 см3.

308 — 300

Весовая влажность Wvec =——г 100 = 2,67 %.

300

308 — 300 Л

Объемная влажность 1^об =-------- 7715--- -100- = 6,4%.

125

Так как водонасыщение известняка было ие под давлением, а удельный вес не задан, то открытую и общую пористости вычис­лить нельзя.

41. Количество воды, поглощенное 1 м3 гранита В = 2700-0,0371 = = 100 кг или 100 дм3.

Объем плотного вещества в 1 м3 V = 1000—100=900 дм3.

2700

Удельный вес V = дед = 3000 кг/м3.

Этот способ определения удельного веса не может считаться вполне точным, так как не все поры заполняются водой и потому объем пор больше 100 Злі3.

42. Воспользоваться решением задачи 38.

43. Исходя из реакции при прокаливании СаС03=Са0+С02 и суммы молекулярных масс 100= 56 + 44, определяем содержание

100

СаС03 по количеству СаО 20 = 35,7 %.

56

44

Соответственная потеря при прокаливании составляет 20-— =

56

= 15,7 %.

Остальная часть потери при прокаливании 20—15,7=4,3% может относиться за счет каолинита А1203 -2 Si02-2 Н20. Его молекулярная масса будет равна 102+120 + 36 = 258. Учитывая содержание

258

А1203 5%, получим содержание каолинита 12,6% и кремне-

120 е

зема в нем 5■ jq^ — *

Свободного кремнезема (кварца) остается

55—6=49%.

Исследуемый каменный материал представляет собой мергели­стый песчаник, так как он содержит углекислый кальций, песок (кварцевый) и глину.

44. Кварц содержит 32% Si02; ортоклаз — Si02 и А1203 пропор­ционально их молекулярным массам. Молекулярная масса ортоклаза (К20 • А1203 • 6 Si02) 94+102 + 6 • 60= 556.

В состав гранита из ортоклаза войдет:

360

кремнезема58-—= 37,5 %;

556

102

глинозема 58- — = 10,63%.

556

От слюды в состав гранита войдет: кремнезема 10-0,5=5%; гли­нозема 10-0,3=3%, Всего в граните будет: кремнезема (Si02) 32+ 37,5+ 5= 74,5%; глинозема (А120з) 10,63+3= 13,63%.

В граните преобладает кремнезем.

45. формулы минералов: альбита (Na20Al203-6Si02), анортита (CaO-Al203-2Si02), мусковита (K20-3Al203-6Si02-2H20), кварца (Si02), ортоклаза (КгО • А1203 • 6Si02).

Молекулярные массы минералов:

кварца 60;

ортоклаза 94+102 + 360 = 556;

анортита 56+102+120= 278;

мусковита 94 +3-102+6-60+2-18=796;

альбита 62+102+360=524.

Na20 содержится только в альбите, а СаО — в анортите, поэтому целесообразно прежде всего определить процентное содержание кремнезема и глинозема в альбите и анортите.

В альбите содержится

102

2’95'1й 6=4,85 % АІ2°3''

360

2,95- — = 17,13 о/о Si02;

в анортите

102

0,7.—= 1,27% А12Оя;

56

120

0. 7-— =1.5% Si02.

56

В остальных минералах (в ортоклазе и мусковите) глинозема содержится 16,46—4,85—1,27= 10,3%.

Кремнезема в остальных минералах (в кварце, ортоклазе и мус­ковите) содержится 71,97—17,13—1,5=53,34%.

Обозначив процентное содержание кварца — х, ортоклаза — у, мусковита безводного — г, составляем уравнения:

TOC o "1-5" h z 360 360

53,34 = * + ,,— + г — — х + 0,65р + 0,47 г;

556 760

10-30 = ^І + гІ5 = 0Л^ + Мг:

94 94

5,54 (К20) = у •— + г — = 0, 7у + 0,12 г.

Решая эти уравнения, получим: кварца 31,87%; ортоклаза 21,16%; мусковита безводного 16,26%; мусковита водного 16.26Х 796

X =17%; альбита 2,95+4,85+17,13=24,97%; анортита 0,70+ +1,27+1,5 =3,47%; 2,27% приходится на воду и примеси.

46. Удельная теплоемкость

О 250

Со =------------------ =--------------------- = 0,21 ккал/кг-град.

и G (tK — /„) 50(40— 15) '

Весовое водопоглощение известняка после нескольких дней вы - 1

держивания в воде Ввес= '7Т;'^0=2%.

50

Коэффициент удельной теплоемкости увлажненного известняка Суд=Со+0,01Вв=0,21 +0,01 -2=0,23 ккал/кг ■ град.

Объемная теплоемкость сухого известняка

Со б. с тх=с0 • Yc ух=0,21 • 2000=420 ккал/кг ■ град.

Объемная теплоемкость увлажненного известняка

с0б. вл=Суд - уоб. вл=0,23• 2040=469,2 ккал/кг -град, где уоб. в л —объемный вес увлажненного известняка;

TOC o "1-5" h z G 51

Уоб. вл = 5Г" Vоб. сУх = ТТГ'2000 = 2040 кг1м*- Oj 5U

47. Примем коэффициент теплопроводности известняка равным Яо=1 ккал/м-ч-град. При этом термическое сопротивление стены

Ь 0,5

составит /?! = —— = —— = 0,5 мї-ч-град/ккал.

Aq 1

Коэффициент теплопроводности влажного известняка вычислим по формуле

^■вл — ^-сУх + АХЦУ о,

где ЯСух — коэффициент теплопроводности сухого известняка;

ДЯ— приращение коэффициента теплопроводности; для извест­няка при положительной температуре ДЯ=

=0,00197 ккал/м-ч-град;

Явл = 1 + 0,00197-2=1,00394 ккал/м-ч-град.

Термическое сопротивление сырой стены

0,5

Ro =--------------- = 0,497 м~-ч-град! ккал.

1,00394

Теплозащитные свойства материала при увлажнении ухудша­ются.

48. Определяем молекулярные веса соединений:

CaS04-2H20 = CaSO4-0,5H2O+ 1,5НаО 172,13= 145,13 + 27.

Из 10 т гипсового камня CaS04-2H20 получится полуводного 145,13

49. В 1000 кг полуводного гипса CaSO4-0,5H2O имеется воды 0,5Н2О:

145 — 1000 9000

х =---------- — 62 л или 62 кг.

9-х 14л

Для образования двуводного гипса воды потребуется дополни­тельно 1,5Н20 или 62-3=186 л или 186 кг.

Тогда вес полностью гидратированного гипса будет 1000+186= = 1186 кг.

Количество воды в двуводном гипсе будет 186+62=248 л или 248 кг, что составляет

1186— 100% 24 800

„ „------------------------------- х— = 20,9%.

248-д: 1186

50. Согласно ГОСТ 125—57 строительный гипс относится к 1 сор­ту, так как требования к тонкости помола для 1-го сорта: остаток на сите № 02 (918 о те! см2) должен быть не более 15%.

Предел прочности при сжатии для этого гипса — 50 кГ/см2, а согласно ГОСТ 125—57 для гипса 1-го сорта в возрасте 1,5 ч дол­жен быть не менее 45 кГ/см2.

51. Процесс твердения гипса сопровождается реакцией

CaSO4-0,5H2O + 1,5Н20 = CaS04-2H20

145 + 27= 172.

По отношению к полуводному гипсу количество воды составляет

27

— = 0,186.

145

Абсолютный объем гипсового теста Ут = + 0,50 = 0,884.

2,60

1+0,186

Абсолютный объем гипсового камня VK = ——гг— = 0,516.

Z і oU

0,516

Плотность гипсового камня тг— = -- „г:-г „1 = 0,57.

VT 0,884-1,01

Пористость — 0,43.

Объемный вес гипсового камня: принимаем, что увеличение объема гипсового камня при твердении 1,01 составляет

lofi = * .112 = 1,478 г/см3 или 1478 кг/м3.

16 0,884-1,01

52. При нагревании известняка вода в количестве 10% должна испариться, тогда сухого известняка останется 10 000—1000=9000 кг

ндн 9 т.

Исходя из химической формулы известняка и реакции, происхо­дящей при обжиге, можно определить количество негашеной (комо-

СаС03= СаО + СО|

100 = 56 + 44 56

1000-------- = 560 кг,

100

а из 9 г получится 560-9 = 5040 кг.

53. При нагревании известняка вода в количестве 2% испаряется в количестве 10 000-0,02 = 200 кг.

Сухого известняка останется 10 000—200=9800 кг.

При обжиге глинистые примеси потеряют химически связанную воду в следующем количестве:

Alo03-2Si02-2H20 102 + 120 + 36 =- 258.

36

Содержание воды в глине —— =0,14.

Следовательно, в извести останется глинистых примесей 0,1-980 (1—0,14) «843 кг.

Песчаные примеси во время обжига не разлагаются и останутся в извести в количестве 0,10-9800=980 кг.

Чистого известняка будет 9800—(843+980) =7977 кг.

Из 1 т известняка получится чистой комовой извести 560 кг (см. задачу 52).

Из 7977 кг чистого известняка получится чистой комовой извести 7977-0,56=4467 кг, но в смеси с обожженной известью останутся глинистые и песчаные примесн, тогда выход извести увеличится, т. е. 4467 + 843 + 980 = 6390 кг.

Активность извести (содержание СаО) составляет 4467 : 6390= = 0,70 или 70%.

Увеличение выхода извести не повышает ее качества и это не дает экономии для строительства, так как известь будет относиться ко 2-му сорту (см. приложение 5).

54. Для разложения 1 г-мол известняка требуется тепла:

СаС03 + 42,5 = СаО + C02f 100 + 42,5 ккал = 56 + 44.

Следовательно, чтобы получить 20 т негашеной извести, потре­буется тепла

100-20 000

------------------- -42,5~-- 1 520 000 ккал или

56

1520 000

‘ = 241 кг каменного угля.

6300

55. Для получения 10 г негашеной извести необходимо обжечь чистого известняка: СаСОэ = СаО + СО^

100

100=56+44; 10000 —і =1? 850 кг сухого известняка,

56

а у нас по условию задачи известняк имеет 5% влажности, тогда известняка потребуется 17 850+ (17 850-0,05) = 18 742 кг.

56. При нагревании известняка испарится: 20000-0,08=1600 кг воды. Тогда сухого известняка останется 20 000—1600=18 400 кг.

Количество примесей в известняке 18 400-0,15 = 2760 кг.

Чистого известняка 18 400—2760=15640 кг.

Чистой негашеной извести

56

СаС03 = СаО + СО^, 15640- — 8758 кг.

Но примеси в количестве 2760 кг останутся в негашеной извести, тогда общий вес негашеной извести будет 8758+2760=11 518 кг.

Из этого количества негашеной извести можно получить гидрат - поп извести

СаО + Н20 = Са (ОН)2 56 + 18 = 74,

74

тогда гидратной извести будет 8758 •---------- = 11 569 кг.

56

В состав гидратной извести также войдут примеси в количестве 2760 кг, с учетом которых общий вес гидратной извести будет 11 569+2760= 14 329 кг.

57. Для получения 20 т негашеной извести в сутки необходимо

_ 100

обжечь известняка 20—-—-=35,7 т.

56

Объем известняка 35,7 : 1,7=21 м3.

Объем печи только для известняка 21-2=42 - и3, а с учетом объ­ема топлива (около 25% общего объема печи)

V + 0,25+= 42;

(1 — 0,25) V — 42;

42

V =------- — = 56 мК

0,75

58. Определяем объем, занимаемый известняком в течение 3 су­ток из общего объема печи 50—0,2-50 = 40 - и3.

Объем известняка в сутки 40 : 3= 13,33 м3.

Вес известняка 13,33-1,6=21,33 т.

56

Извести можно получить 21.33- —— = 11.9=12 т/сут.

59. Для получения 12 т негашеной извести потребуется обжечь

„ 100

известняка 12----------- =21,5 г.

56

Объем известняка 21,5 : 1,6= 13,37 лі3.

Необходимый объем печи, занимаемый известняком 50—0,2-50= = 40 ж3.

Время, затраченное на обжиг извести 40: 13,37 «3 суток.

60. Негашеной извести при активности 80% (содержание СаО)

получится 500 ^0,8--^- + 0,20^ = 5385 кг, где 0,20—содержание примеси.

61. Содержание извести обозначим через х, тогда содержание воды будет 1400 — х.

Сумма абсолютных объемов извести и воды равна 1 ж3, следо­вательно,

к 1400 — л:

+ ■= 1000,

2,05

781-100

откуда извести х = 781 кг или ——гг— = 55%, воды В= 1400—781 =

1400

=619 л или 100—55=45%-

62. В 1 кг известкового теста содержится 500 г извести п 500 г воды.

Абсолютный объем, занимаемый известью будет:

500

= 244 с. Ф.

2,0.

Объем воды 500 ел3.

Абсолютный объем известкового теста 744. Объемный вес известкового теста

1°00

= 1340 кгім3.

744

63. Из 1 г-мол негашеной извести по реакции получается гаше­ной извести

СаО + Н2О = Са (ОН)з 56 + 18 = 74.

74

А из 1 т негашеной извести получим 1000---------- = 1321 кг.

об

При активности негашеной извести 70% получим гидратной из­вести

В составе теста известь составляет 50% по весу и 50% вода, следовательно, на 1225 кг гидратной извести необходимо иметь 1225 л воды, тогда известкового теста будет: 2450 кг (по весу) или 2450 : 1400= 1,75 м3 (по объему).

64. Содержание гидратной извести в кг обозначим через х; тогда количество воды В=1400 —х.

Сумма абсолютных объемов извести и воды равна 1 м3, тогда

х 1400 — х

4- = 1000, откуда х = 800 кг.

65. Молекулярные веса предполагаемого соединения:

CaO-Si02-H20 56 60 18

На 1 ч. негашеной извести требуется активного кремнезема

0,80-1 = 0,86.

56

Но в гидравлической добавке активный кремнезем составляет 0,86

60%, тогда вес добавки —•——«1,43.

0,60

Следовательно, состав смеси извести и гидравлической добавки по весу будет 1 : 1,43.

66. Молекулярные веса предполагаемого соединения СаО-БЮгХ ХНгО приведены в решении задачи 65.

Принимаем вес извести СаО за единицу, тогда активного кремне - 60

зема должно быть 0,85-1-——= 0,91.

56

Если в составе трепела активного кремнезема 70%, то необходи - 0,91

мый вес трепела будет ——= 1,3. Следовательно, состав смеси изве­сти и добавки будет: 1 : 1,3 (по весу), а нам нужно приготовить 1 т известково-трепельного цемента.

1000

Содержание извести —------- - г - = 435 кг,

1 “f* 1 , О

а трепела 1000—435=565 кг.

67. Для получения пуццоланового портландцемента М 400 сле­дует добавить следующее количество к портландцементу М 600:

400

клинкера gQQ-- *00 = 66% ,

а трепела 100—66= 34%.

68. Условно принимаем, что в процессе твердения портланд - цементного клинкера происходят следующие реакции:

1. 3CaO-Si02 + 5Н20 = 2Ca0-Si02-4H20 + Са (ОН)2;

2. 2Ca0-Si02 + 2Н20 = 2Ca0-Si02-2H20;

3. ЗСаО-А1203 + 6Н20 = ЗСаО-А1203-6Н20;

А 4СаО-ЛІгОд-РезОз + 2НаО = Ca0-Fe203-H20 +

+ ЗСа0-А1203-Н20.

Процентное содержание воды в каждом соединении будет:

1. Для 3Ca0-Si02-5H20

3 (40 + 16) + (28 + 32) + 5 (2 + 16) = 318; 5 (2 + 16) = 90;

90

В “-эдрЮО = 28.3%.

2. Для 2Ca0Si02-2H20

2(40+ 16) + (28 + 32) + 2(2+ 16) = 208; 2(2+ 16) = 36;

в--Цг™

3. Для ЗСаО • А1203 • 6Н20

3 (40 + 16) + (53,94 + 48) + 6 (2 + 16) = 378; 6 (2 + 16) = 108; 108

В = -^р100 = 28,5%.

4. Для 4СаО • А120з • Fe203+2H20

4(40+ 16)+ (53.94+ 48)+ (111,68 + 48)+ 2 (2+ 16) = 633;

2(2+16) = 36; В = -^-•100 = 5-68%-

Количество воды для твердения данного состава цемента: 50-28.3

1. Для C3S = 50%; В = ——=14,15%;

25-17,3

2. Для C2S = 25%; В = — = 4,3%;

5-28,3

3. Для С3А= 5%; В = =1.4%;

18-5,68

4. Для C4AF= 18%; В = = 1.02%.

Всего воды В = 14,15+4,3+1,4+1,02=20,87 или 21%.

При затворении цемента воды для получения пластичного це­ментного теста потребуется в несколько раз больше.

96

89. Состав цементного теста по песу: 1 ч. цемента и 0,28 ч. воды. Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом

TOC o "1-5" h z V =------------ +0,28= 0,60.

3,10

Абсолютный объем цементного камня V = - +0,2 = 0,52.

О, Ш

Vt 0,52

Плотность цементного камня —— = „ ' = 0,86.

V и, ои

Пористость 0,14 или 14%.

70. Цементное тесто состоит из 1 ч. цемента и 0,40 ч. воды по весу.

Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом 1

V= + 0,40 = 0,74.

2,95

Абсолютный объем, занимаемый цементным камнем

l'i“7k+0-'8"0-52-

V, 0,52

TOC o "1-5" h z Плотность цементного камня будет —1~ = — — = 0,7.

Тогда пористость будет 0,3 или 30%.

71. Соотношение глины к известняку обозначим через 1 : х, тогда получим

_ СаО — 1,65А120з —0.35Fe2Oi, _

Кн== 2,8Si02 "

6 + 48-у — 1,65(10 + х) — 0,35 (6 + 0.7-у) ^ ^ = 2

2,8(55 + 8*) ’ ’ *

Соотношение глины к известняку будет 1 : 2,3.

Все соединения в табл. 3 даиы в виде окислов, а в природе эти соединения встречаются в виде углекислых или водных соединений.

48-5 + 10

72. Основной модуль —— — ------------------------------------------------------------------------------ —— =

5- 5+ 54-1 + 2-5+10+ 0,5-5+4-1

= 2,46.

54 + 5-5

Силикатный модуль 10.j + 2.5 + 4., + 0>5.5 =3'0’

Глиноземистый модуль — ------ -7—— = 3,0.

4-1 + 0,5-5

Взятое соотношение сырья удовлетворяет всем требованиям, за исключением незначительно повышенного основного модуля.

73. Отношение между клинкером и трепелом обозначим че­рез 1 : X.

При твердении цемента образуется свободная известь по реакции 3Ca0-Si02 + лН20 = 2CaO-Si02-/?H20 + Са (ОН)2 228 + ЛІ8 = 244 +74

74

Количество выделяемой извести 50------------- —-16,5%.--------------- ■;

228

В одиокальциевом силикате известь и кремнезем соединяются ■ в соотношении 56; 60 (см. задачу 65). Следовательно, кремнезема

нужно взяті 16,5- — , а трепела 16,5-г* •—0,25 или 25% 5Ь 60 60

от веса, т. е. соотношение между клинкером и трепелом будет 1 : 0,25.

Чтобы связать свободную известь при твердении, выделяемую 5 г клинкера, нужно взять трепела 1,25 т или же 5 г клинкера будет

составлять-r—”1100 = 80% от веса цемента.

6,25

Активность полученного пуццоланового портландцемента к 28 суткам твердения должна быть 0,80 X 500 = 400 кГ/см1, а марка его — 400 согласно ГОСТ 10178—62.

74. На треугольной диаграмме системы СаО (MgO) — Si02 —

TOC o "1-5" h z А120з(Ре203) обозначены: |

1. Воздушная известь: содержание СаО (MgO) около 100%. j

3. Портландцемент: СаО (MgO)—70%; Al203 (Fe203) — Ю%; І

Si02 — 20%. 1

10. Глиноземистый цемент: CaO(MgO)—40%; А1203 (Fe203) — ( — 50%; SiO«~10%. і

75. Для получения пуццоланового портландцемента с актив - ; ностью 500 кГ/см2 необходимо взять клинкера портландцемента с активностью І?2в. которая может быть определена из уравнения

0,75 ■ /?28=500, откуда /?2g ~ ~ 660 кг! см~.

0,75

76. Для приготовления 20 г пластифицированного портландце - ^ мента необходимо ввести 0,2% ССБ от веса цемента, т. е. 20 000х X0,002 = 40 кг сухого вещества.

Но так как добавка ССБ имеет в водном растворе 50% воды, т. е. 40 кг воды, тогда водного раствора добавки ССБ надо ввести

80 кг на 20 т портландцемента.

77. Для приготовления 10 г гидрофобного портландцемента по­требуется:

мылонафта III сорта 10 000-0,0015= 15 кг;

двуводного гипса 10 000-0,05= 500 кг;

трепела 10 000 • 0,1 = 1000 кг;

клинкера 10 000—1500 = 8500 кг.

78. Марку портландцемента можно определить по ГОСТ, 10178—62 (см. приложение 11).

Полученные после испытания на изгнб половинки балочек нспы-' тывают на сжатие. Нагрузку передают через металлические пластин - ки размером 4-6,25 см, что соответствует площади поперечного сече-, ния в 25 см2. Таким образом, при испытании на изгиб имеем: 46$

51,0 и 52 кГ/см2 или в среднем из двух наибольших 51,5 кГ/см2 (сог« ласно ГОСТ 310—60). При испытании на сжатие берем среднее арифметическое из четырех наибольших результатов: 800 : 25 =320;' 8200 : 25 = 328; 8100 : 25 = 324; 8000 : 25 =320, т. е. 323 кГ/см2. Полу­ченные результаты соответствуют цементу М 300 (см. приложение 7» ГОСТ 10178—62).

79. Для определения активности глиноземистого цемента б + >т среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытг - ч:я трех образцов, т. е. в данном случае 485 кГ/см2.

Согласно ГОСТ 969—41 * глиноземистый цемент через 3 сутки будет иметь М 400,

80. Согласно ГОСТ 10178—62 марки цементов будут (см. прило­жение 11):

1. Портландцемент — М400

2. Гидрофобный портландцемент — М300

3. Сульфатостойкий портландцемент — М300

4. Шлако-портландцемент — ие отвечает требованиям ГОСТов

5. Сульфатостойкий пуццолановый портландцемент — М200

81. Состав цементного теста по весу: 1 ч. цемента : 0,50 ч. воды. Абсолютный объем, занимаемый цементным тестом н камнем:

Ут=- - + 0,50 = 0,833;

Ик = -—- + 0,22= 0,553.

Плотность и пористость цементного камня:

V« °’553 О плотность — = ———== 0, bo,•

Ут 0,833 пористость 0,34 или 34 %.

Изменения объема цементного камня при твердении не учиты­ваются.

82. Молекулярный вес соединения

3MgO. MgCl2.6H20 121 + 95,3 + 108.

На 1 кг магнезита требуется хлористого магния Ь0,85х 95,3+ 108 X — = 1 ■ 428 кг.

Для получения магнезитового теста из 1 кг магнезита требуется воды 1-0,52 = 0,520 л или 0,520 кг.

Вес раствора хлористого магния 1,428+0,520=1,948 кг.

На единицу магнезита объем раствора хлористого магния

~Г + 0,520 = 1,41 см

1,60

1,948

Удельный вес раствора хлористого магния У = ^ = 1,38.

83. Каустический, доломит имеет состав и молекулярный вес

MgO + СаСОд 24.3 + 16 + 40 + 12 + 48.

1 в. ч. каустического доломита содержит 24,3+16

MgO =------------------ —-------------- = 0.287.

s 24.3+ 16 + 40 + 12 + 48

Каустического доломита, содержащего 8% примесей, вместо

1 кг каустического магнезита необходимо взять rz-1,08 = 3,8 кг. ;

0,28 / ;

84. Основным показателем, влияющим на эффективность приме - : неиия вяжущих в строительстве, является вид вяжущего и его марка. : Экономическая эффективность рассчитывается на 1 м3 бетона по'; формуле, приведенной в условии задачи. !

Экономическая эффективность применения портландцемента^ М 300, вместо шлакопортландцемента М 300 будет;

Эа = 0,220 [1,00 (2,5+ 0,17-7,40)+ 0,265 (0,60 +0,17-1,90) +

+ 0,09(6,50 + 0,17.16,52) —0,250 (0,408 + 0,17-7,00) + 0,057 X

X (0,6 + 0,7.1,50)+ 0,067 (6,5 + 0,17-16,5)+ 0,85 (0,7 + 0,17 X

X 0,82)] = 0,75 руб/мК

85. Модуль жидкого стекла должен быть в пределах от 2,56 до 3 и определяется по формуле

SiO, 30,89

IMW-—3-. 1,032=-— .1,032 = 2,65, tJL. Na20 11,96

где 1,032 — отношение молекулярного веса окиси натрия к молеку­лярному весу кремнезема.

Согласно приведенным данным жидкое стекло относится к суль­фатному н может быть применено для придания строительным мате­риалам кислотостойкости.

86. Требуемое количество NajSiF* (в °/о от жидкого стекла) может быть установлено для натриевого стекла по формуле, приве-' дениой в условии задачи:

Ь = Na20 +]Si02 = 42,8,

94,03 I

• 42,8 = 32,96 % или 3,296 кг.

62 + 60,06

87. Кислотостойкий цемент должен иметь в своем составе не ме^ нее 92% молотого кварцевого песка (Si02): на 10 кг кислотостойкого цемента требуется 9,2 кг молотого песка; кремне^то^истого натри)|

Na2SiF6— 32,96% от веса жидкого стекла, т. е,—----------- г—’—=0, 264 «в

100

кремнефтористого натрия и 0,536 кг жидкого стекла.

88. Количество шаров, помещающихся на ребре куба, равном виннице:

при рядовом расположении шаров п ~ ;

при шахматном расположении шаров

11 12

л, =

Л Г~- S' i/_3_

4

rf3

_4_ 3rf3'

Прн шахматном расположении шаров их будет больше в единице

‘объема, чем при рядовом расположении, в 1— раза.

3

Объем всех шаров:

TOC o "1-5" h z ЯйГЗ і ndZ я

при рядовом расположении V=N-—r~ = —- • ~~ = -тг=0,52,

о rf3 ь b

nd3 4 ntfi

при шахматном расположении и і == Nj —т— = г— • ~г~ =0,68.

6 3 rf3 6

Суммарный объем шаров не зависит от нх диаметра (при оди­наковом диаметре всех шаров), а зависит от расположения их в единице объема.

Объем пустот:

при рядовом расположении шаров Уп=0,48,

при шахматном расположении шаров Vn, =0,32.

Объем пустот также не зависит от диаметра шаров, а только от их расположения в единице объема. Это значит, что при наличии в единице объема зерен заполнителей разных размеров, плотность заполнителя будет зависеть ие только от соотношения количеств зе­рен разного размера, ио и от нх взаимного расположения.

Суммарная поверхность шаров:

TOC o "1-5" h z 1 я

при рядовом расположении S = N-nd2 — ——•ял!2= —

rf3 d

4 4я

при шахматном расположении S — л1я^2= —:Я</2=—

3 rf3 3 d

Суммарная поверхность шаров обратно пропорциональна диа­метру.

89. Вес воды, дополняющей объем щебня до полного объема сосуда: G] — G — <23 = 7,8—3—>1=3,8 кг. Вес воды в сосуде:

Сг—С? а = 5,91—1=4,91 кг. Вес воды, соответствующий объему щеб­ня: 4,9|^-3,8= 1,11 кг или Ущ= 1,11 дм3.

а з

Удельный вес гранитного щебня ущ = --------- = '--------- =2,7 кг(дм^,

Рщ 1,11

При водоиоглощении гранитного щебня 0,4% количество погло­щенной воды: 3:100-0,4=0,012 кг нлн 0,012 дм3, что составляет примерно 1,08% объема щебня. Значит, ошибка в определении: удельного веса щебня составляет примерно 1,08%. Истинный удель­ный вес гранитного щебня: 2,7-1,08 = 2,92 кг/дм3. Если принять пори­стость гранита равной его полному водопоглощению, т. е. 0,8%,, то объемный вес сухого щебня в куске будет составлять: 2,7(1— —0,008) =2,68 кг]дм?.

90. Увеличение уровня воды в мерном сосуде при погружении песка: ДР=0,89—0,5=0,39 л.

Вес сухого песка: GC = GB — H7GC, отсюда Gc =

Абсолютный объем песка: Va — =------- —------ ,

У (1+№)Y

где GB = 1 кг —вес влажного песка;

W — влажность песка в долях от веса сухого песка. Объем воды во влажном песке до погружения его в воду: Рв =

_ °в

~U^w'W - Увеличение Уровня воды в цилиндре произошло за счет

вытеснения ее абсолютным объемом песка и объемом воды в песке, т. е.

V = Va + V„ = —— +---------- —^ W.

(1 + W)y 1 + W

Решая это уравнение относительно W, получим:

Он~Уу Vy—Gn 0,39-2,6—1 “ y(V~GB) ~ у (GB —■ V) ^ 2.6 (1-0,39) ~

= 0,0638 или 6,38 %.

91. Частные остатки на ситах (а,-) вычисляют по формуле:

G:

дг= —-100,

G

где G/ —вес остатка на данном сите;

G — вес просеиваемой навески сухого песка (1000 г).

Полный остаток (А,) на каждом сите есть сумма частных остат­ков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите: Агл — 02,5', Ai,25=ni;25+n2>s>' Ао. бз =ао>бз +а!'2sS*5“

+ Л2.5 и т. д.

Подставив значения полных остатков в формулу модуля круп­ности, будем иметь:

5а2,ч + 4fli,25 + 3g0>63 + 2до, зі5 + Др.-ц Л4кр = — : Щ •

Индексы буквы «а» 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 обозначают разме­ры отверстий сит.

92. Частный остаток на сите 5 мм должен быть равен нулю.

„ , di+d? _ _

Средняя крупность каждой фракции: ■—-— ; 2~~ и д’

Примем удельный вес у для всех фракций одинаковым, а для удобства вывода формулы будем считать зерна песка шарообраз­ными (вообще можно принять любую форму зерен, так как характе­ристика их формы в конечных результатах в расчет не входит).

При этих условиях частные остатки можем записать так:

Здесь nr, п2 и т. д. — количество зерен одного размера.

Полный остаток на снте 0,14 мм (он же полный вес материала за вычетом пыли, прошедшей через сито с отверстиями 0,14 мм):

0 = Y*-f.

где N — общее число зерен;

dcр — средний диаметр зерен.

N =

______ 2л_____________ ’

Раскрыв знак суммы и произведя вычисления, получим формулу для определения средней крупности зерен песка по частным остат­кам

,-0.5)/-

d со = 0,5|/ .

р!/ 10,6а! 1,18а2 + 0,15а3 + 0,02а4 + 0,0024й5

Эта формула отличается от формулы, выведенной ранее проф. Б. Г. Скрамтаевым, так как в выводе ее приняты иные размеры от­верстий снт.

93. Для оценки зернового состава песка строят график по ре­зультатам просеивания в координатных осях; размеры отверстий сит — полные остатки. Этот график совмещают со стандартным графиком.

Величины Полных остатков в % По весу приведены в табл. 22.

Из графика (рис. 18) видно, что песок № 1 удовлетворяет тре­бованиям ГОСТ 10268—62 по зерновому составу; в песке № 2 име­ются фракции >5 мм. Этот песок нуждается в дополнительном про­сеивании.

Модуль крупности песка Л1Кр вычисляется как частное от дележа ния на 100 суммы полных остатков (%) на всех снтах.

Мкр = М?,5 + -^1,25 + А),63 "Ь А),315 + Лс, н)! 100,

Классификация песков по модулю крупности приведена в табл. 23.

Таблица 23

По табл. 23 пески можно отнести: № 1—к среднему, № 2 — к крупному, № 3 — к мелкому.

Средняя крупность песка вычисляется по формуле

rfcp ~ 0,5 X

yn^Vn~-Yp6---ioo%.

Yn

Для песка № 1 Уп=38%

» » № 2 Vn = 41 %

» » № 3 Vn = 46 %

В хорошем песке пустотность не превышает 38%.

94. Из графика (рис. 4) видно, что пески № 1 и 2 не удовлетво­ряют требованиям ГОСТов, так как кривые их просеивания выхо­дят за пределы заштрихованной зоны.

На основании графиков составим табл. 24 (поз. 1, 2) полных остатков песков.

Так как пески, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10268—62 по зерновому составу, должны иметь кривые просеивания, не выхо­дящие из заштрихованной зоны (рис. 18), смешанный песок должен иметь полные остатки не больше нижних пределов графика рис. 18. Таким условиям будет удовлетворять уравнение:

А^х -(- Л2О —Д.)Л3,

где Л і; Л2; Л3 — полные остатки на одном и том же сите для песков соответственно № 1, 2 н 3; х и (1 — х) — доля песков № 1 и 2 в песке № 3,

Л о Л л

Для сита 0,63 имеем:

35—15, * "75-15,"

Умножая величины полных остатков песка N° 1 на 0,326, а песка № 2 на 0,674 и суммируя полученные произведения, получим полные остатки песка № 3. Например, для сита 0,63 полный остаток:

15,8 • 0,326 + 75 • 0,674=55,65 %.

Произведя подобные вычисления для всех сит (табл. 24, поз. 3, 4 и 5), строим график зернового состава смешанного песка № 3 (см. рис. 4), кривая которого не выходит нз заштрихованной зоны.

Таким образом, для смешанного песка № 3 необходимо взять 32,6% песка № 1 и 67,4% песка № 2.

95. После удаления 9% фракций величиной более 5 мм сумма весовых частей, оставшихся после просева фракций, составит 100—9=91% (с учетом прохода через сито 0,14 мм). Для получения частных остатков нового песка, частные остатки песка № 2 умно­жают на величину 100 : 91 = 1,099 (табл. 25).

Таблица 25

Кривая гранулометрического состава песка № 4 (см. рис. 18) показывает, что этот песок удовлетворяет требованиям ГОСТ 10268—62.

96. Для оценки целесообразно построить графики по результа­там просеивания для каждого щебня в координатных осях:.размеры отверстий сит (Д) — полные остатки. Эти графики наложить на по­строенные по табл. 1 ГОСТ 10268—62. Составляем таблицу полных остатков (табл. 26).

Таблица 26

Днаиб соответствует размеру отверстий сит, полный остаток на которых не превышает 5%: для щебня № 1 Д'Наиб=40 мм, для щеб­ня № 2 Д"наиб=20 мм.

Днаим соответствует размеру отверстий сит, через которые про­ходит не более 5% навески щебня: для обоих номеров щебня Дна им = 5 ММ.

0,5 (Днаиб+Днаим) — для щебня № 1 равно 20 мм, для щебия № 2 равно 10 мм.

Строим график (рис. T9), из которого "Видно, что требованиям ГОСТ 10268—62 по гранулометрическому составу удовлетворяет щебень № 1; щебень № 2 имеет много средних фракций.

Песок имеет 9% фракций размером более 5 мм. За счет этого в гравии увеличится доля фракций 5—10 мм на 9-0,5=4,5%. Это - внесет изменение в процентные соотношения всех частных остатков

4,5 + 6

гравия. Для сита с отверстиями 5 мм они составят: —~ — -100 =*

104,5

Построив график по данным табл. 28, видим, что гравий, обога­щенный фракциями размером более 5 мм, имеет кривую просеивания в заштрихованной зоне. Значит, он удовлетворяет требованиям ГОСТов по зерновому составу.

98. Водоцементное отношение находят из эмпирических формул:

/?6 = Л/?ц(Ц/В — 0,5) нли /?6 = Лі/?ц(Ц/В + 0,5). Значення коэффициентов Л и Лі принимают по табл. 29.

Если требуется более высокая прочность бетона, следует поль­зоваться второй формулой.

Для бетонов с В/Ц^0,4 применима первая формула, для бето­нов с В/Ц<0,4 — вторая.

300

В нашем случае/?б = =0,75/?ц, а поэтому воспользуемся

первой формулой с Л = 0,60.

0.6/?ц

В/Ц =

#6 + 0,5-0,6 /?ц примем В/Ц=0,57.

а=1,36 (а — коэффициент раздвижки зерен; берется по табл. 30 в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения).

312

2,63 = 600 кг/ж3 бетона.

Осадка конуса, см

УдобоукладыВаемость по техническому Вискози метри, сен

і_______ і_______ і_______ і_______ 1______ 1 ' і _ і

О 10 20 30 40 50 60 70

УдобоукладыВаемость по В Г СкрамтаеВу

Рис. 20. График водопотребности (В) бетонной смеси, при­готовленной с применением портландцемента, песка средней крупности и гравия наибольшей крупности:

/ — 80 мм; 2 — 40 мм; 3 — 20 мм; 4 — 10 мм

Примечания: 1. При применении щебня расход воды увеличивается на 10 л.

2. При применении мелкого песка с водопотребностыо свыше 7% расход воды увеличивается на 5 л на каждый процент увели­чения водопотребности песка; при применении крупного песка с водопотребиостью ниже 7% расход воды уменьшается на 5 л иа каждый процент уменьшения водопотребности песка.

3. При применении пуццолановых цементов расход воды уве­личивается на 15—20 л.

4. При расходе цемента 450—500 кг/м1 расход воды увеличи­вается иа 10 л иа каждые 100 кг цемеитз

Производственный расход воды ВИр = В—(Вв + Вт) = 153,17™ «=153 л.

Производственный состав песка ПВр = П + Вп=612 кг/м1.

Производственный состав щебня Щпр=Щ+Вщ= 1295,83™ «=1296 кг/м3.

Производственный расход цемента ЦПр=312 кг/м3, т. е. остается без изменения.

Объемный вес бетонной смеси Уоб. б.см. пр.=Ц+Вцр + Ппр + +Щпр=2373 кг/м3, т. е. равен объемному весу бетонной смеси лабо­раторного состава.

100. Коэффициент выхода бетонной смеси

1000 1000 = 0,702.

Vu + Vn + Vp, Ц Ппр 1Дпр

■ +

Уоб. Ц Yo6.rvnp ^об. Щ.Пр

Расходы материалов на один замес бетономешалки:

V З 1200•0 702

цемента — /( Ц — —~ггг— *312—0,84-312— 262 кг

J. UUU 1UUU

Уб1 1000'

воды В] =^A:Bnp = 0,84-153 = 127,8 л;

песка Пі = /СПпр=0,84-612=515 кг

щебня Щі=/СЩпр=0,84-1296=1090 кг (436 кг крупностью 10—20 мм н 654 кг крупностью 20—40 мм).

101. Номинальный состав бетона по весу

l. ^.K = — . — : — = is 1,93:4,13.

ц ц ц

Номинальный состав бетона по объему

1»A'l: К, = і;ПХ°біЦ. Ш-‘Урб. ц_ __ 1:1,536:3,63.

ЦУоб. п Цїоб. ш

Производственный состав бетона по весу Ц Ппр Шпр

“ц

Производственный состав бетона по объему

Ппр^об. Ц ^ Шпр^об. Ц l:^i,„p! Ki, np= 1 !ГГ~ ! . |—= 1*1,615*3,61.

ЦУоб. п.пр Цтоб. щЛір

102. уоб. б.см = Ц+П + Щ+В = Ц(1+Х+К+В/Ц).

0тсюда ц ^ і + Х+Т+ т 'в = ЦВ/Ц; п = кц' 112

Решая эти уравнения, получим: Ц=310 кг; В = 130 л; П=620 кг; Щ= 1240 кг.

_В_________ 0,55/?ц_____________ 0,55-500 _

103' Ц ~ 7?б4-0,55-0,5/?ц _ 500 + 0,55-0,5-500 ~ ' ‘

Расход воды (по рис. 20) В= 160+10= 170 л.

Расход цемента Ц= 170 : 0,432= 394 кг/м3.

В высокопрочном бетоне для массивных сооружений максималь­ный расход цемента не рекомендуется превышать; при применении белитового портландцемента — 430 кг/м3; при применении обычного портландцемента — 375 кг/м3; для всех остальных случаев — 500 кг/м3. Расход цемента сверх этого количества не экономичен, ибо дальнейшее его повышение мало изменяет прочность бетона.

В связи с тем, что расчетный расход цемента Я>375 кг/м3, при­меняем его дополнительный помол до активности 600,

0,55-600

тогда в/ц = ioo'Toiss-o'.s. eoo = °'497’ а ц = 170:(М97 =342

кг/м3.

1000

Расход щебня 1Д =---------- —--------- — = 1340 кг ма.

TOC o "1-5" h z 1,41 1

0,40-------- + —

1,56 2,6

Г /342 1340NI

Расход песка П = I 1000— f g—^ + 170 + —— J -2,6=533 кг/м3.

Объемный вес бетонной смеси

Y06.6.CM = 342 + 170 + 533 + 1340 = 2385 кг/мз.

104. Определяем расход воды, учитывая, что прн замене в бетоне обычного песка мелким величина осадки конуса бетонной смеси уменьшается (табл. 31).

Таблица 31

При осадке конуса бетонной смеси 2—3 см (рис. 20) ориентиро­вочный расход воды В = 160 + 5( 10—7) + 10=185 л.

Определяем расход цемента:

0,55/?,,

1000

Расход щебня ІД =

аДщ 1

Тоб. щ їщ

где

2600— 1480

2600

Водоцементное отношение определяют по формулам: для бетонов на гранитном щебне В/Ц = 0,45

R6.

для бетонов на известняковом щебне В/Ц = 0,45

+ 0,07.

^б. изг

46

Для рассматриваемого в задаче случая В/Ц = 0-45- — + 0,03 = =0,54.

Для обеспечения достаточной морозостойкости бетона и долго­вечности дорожных покрытий рекомендуют следующие водоцемент­ные отношения:

для сурового климата (t</ —15°) В/Ц=0,5; для среднего клима­та (t=—5-ї—15°) В/Ц=0,53; для мягкого климата (1>—5°) В/Ц=0,55; для теплого климата (1^0°) В/Ц^0,6.

Для расчета принимаем В/Ц=0,54.

Расход воды принимаем по табл. 32.

Рис. 21. График для выбора соотно­шений между цементом и песком средней крупности (с водопотреб­ностью 7%), которые обеспечивают заданную подвижность (удобоукла - дываемость) цементно-песчаной смеси прн определенном водоцементном от­ношении

Примечания: 1. Прн применении

мелкого песка с водопотребностью более 7% расход песка уменьшается иа 5% иа каж­дый процент увеличения водопотребности песка.

2. При применении крупного песка с водопотребностью менее 7% расход песка увеличивается на 5% на каждый процент уменьшения водопотребности песка.

3. Если водопотребиость песка неиз­вестна, то соотношение между песком и і ементом корректируется по модулям крупности П'ска по рис. 22.

Принимаем В«=155 л;

155

расход цемента Ц =------------ = 287 кг;

0,54

расход щебня Щ =•

Рис. 22. График для корректировки со­отношений между цементом и песком, обеспечивающих заданную подвижность (удобоукладываемость) цементно-песча­ной смеси в зависимости от крупности песка (по модулю крупности);

/—для модуля крупности 2,5; 2 — то же, 1,5;

3 — то же, 0,75

коэффициент раздвижки зерен по табл. 30 <х= 1,3-г-1,35; пустотность щебня Рщ = 0,42;

TOC o "1-5" h z г, Г /287 1340

расход песка П = 1000— -— + 155 +------------------------

[ 3,1 2,65/

Окончательный состав бетона устанавливается на основе проба ных замесов и результатов контрольных испытаний. 1

,06. В/Ц =----------- *«в------------ =--------- Mil!”---------- = 0,49.

1 Д6 + +-0,8/?ц 300 + 0,6.0,8-400

Принимаем по рис. 21 соотношение между цементом и песком 1 : п= 1 ; 3,7, а вводя поправку иа крупность песка, по рис. 22 опре« деляем прн Мк = 1,5 расчетные соотношения между цементом и пес-- ком 1 ; п— 1 : 3,2.

прн уплотнении вручную не более 15 сек при вибрировании с частотой 3000 кол/мин—30—40 сек » » » 6000 кол/мин—60—80 сек

при вибрировании с прнгрузом, при прокате и других эффектив­ных методах уплотнения =» 100 сек.

Принимаем формуемость 85 сек.-

Графики на рис. 23 построены для случая применения сетки с размерами ячеек 7x7 мм и общей толщиной пакета 2—3 см. При за­мене сеток № 7 необходимо для получения той же формуемости, при том же числе армирующих сеток увеличить подвижность смесн при­мерно на 40%, если применена сетка № 5, на 25% при сетке № 10.

По графику рис. 23 подвижность смеси при армировании пятью сетками 123 мм, при восьми сетках—148 мм.

Подвижность смеси при ее армировании шестью сетками № 7 составит

При сетках № 10 подвижность смеси равна 139,7-0,75=105 мм.

По графику рис. 21 при подвижности смеси 105 мм и В/Ц = 0,447 отношение цемента к песку 1 п= 1 : 2,9. Рекомендуется сделать три опытных замеса: для В/Ц; 1,2 В/Ц и 0,8 В/Ц.

Расходы цемента (соответственно Ці, Цг, Цз)

TOC o "1-5" h z юоо юоо ; ,

ц =---- =------ = 527 кг мз-

1 1 В п 1 2,9

-Ь +' z + 0»447 + г

Y„ Ц Y„ 3,0^ 2,6

1000

Ц2 = ---------------------------- — = 503 кг/.цЗ;

— + 1,2-0,447 + —

3.0 2,6

1000

Ц3 = ---------------------------- — = 553 кг/м?.

—• + 0,8-0,447 + —

3.0 2,6

Расходы воды (соответственно расходу цемента)

В, = Ц. В/Ц =527-0,447 = 235 л/жЗ;

В2 = 503-0,447 = 225 л/ж3;

В3 = 553-0,447 = 247 л/жЗ.

Расходы песка (соответственно расходу цемента)

П, = Цл = 527-2,9 = 1526 кг/м?-,

П2 = 503-2,9= 1460 кг/м?

н

П3 = 553-2,9 = 1605 кг/м?.

По результатам испытаний контрольных образцов строят график зависимости прочности цементно-песчаного бетона от расхода цемен­та н по графику находят расход цемента, соответствующий отпускной прочности бетона 350 кГ/см2, а затем по интерполяции вычисляют расход воды и песка.

Пусть расход цемента для бетона с указанной отпускной проч­ностью составляет 520 кг/м3, тогда расход воды

„ „ (В, —Ва) (Ці —520) (235 — 225; (527 — 520j

TOC o "1-5" h z В = В і — =--------------------------------- 235---------- — =?*

Ці — Ц2 527 — 503

= 232 л/м?',

П = 520 - 2,9 = 1570 /«/ж3. ;

По полученным расходам изготовляют бетонную смесь, проверя­ют ее формуемость и в случае необходимости корректируют до тре­буемой путем добавления или уменьшения воды и цемента, не изме­няя В/Ц, и соответственно уменьшая или увеличивая расход песка.

В 0,6-500 „ „

108. — = =0,47.

Ц 400 + 0,8-0,6.500

По рис 23 требуемая подвижность цементно-песчаной смеси при формуемости 35 сек н сетках № 10 составляет 148-0,75=111 мм. Наибольшая допустимая крупность песка

]/ к2+(т) 0,3 = V42+(т)2 - °-3 =6-1 мм>

т. е. имеющийся песок может быть применен без предварительного отсева крупных фракций (/г — расстояние между сетками, мм; I ■— размер ячейки армирующей стальной тканой сетки, мм). Формула справедлива при 0<l^h.

По рис 21 1 : п= 1 : 3,5, а с учетом водопотребности песка в

соответствии с примечаниями к рис. 21 доля расхода песка увеличи­вается на 3,5-0,05(7—5) =0,35.

Отсюда расчетное соотношение 1 : п— 1 : 3,85.

Расход цемента:

1000

Ц, =---------------------------- —— = 444 кг/м*;

+ 0,47 + —--------------

3,1 2,65

1000

Цз = “1 = 42 KZ, M"

ІТ + 1'2-°’47 + ”2^Г

1000

Ц3 = —------------------------- —— = 487 кг/м*.

— + 0,8.0,47 + --

3,1 2,65

Далее расчет аналогичен расчету задачи 98.

В 0,45-500

109. —= : = 0,54.

Ц 300 + 0,45-0,5-500

Расход воды по графику рис. 20 — 150 л/ж3; расход цемента Ц= 150 : 0,54=280 кг/м3. По заданию расход цемента может быть увеличен на 20%, при этом расход воды увеличится на 14% (рис. 24), а расход щебня составит около 700 кг/м3.

Окончательные расходы цемента и воды будут (с округлением):

Ц=280-1,2 = 335 кг/м3; В = 150-1,14=170 л/м3.

Расход песка

/ ЧЧЧ 7ПО Л

2,6=1175 кг/м

Расчетный обьемный вес 2380 кг/м3.

Ц 400 4-0,4.0,5-600

Расход воды по графику рис. 20— 165 л/м3, а с учетом добавки на водопотребность песка 170 л/м3.

1 увеличение расхода цемента для получения бетонных сме­сей с одинаковой осадкой конуса; 2 —то же, с одинаковой удо - боукладываемостью; 3 — увеличение расхода воды для получе­ния бетонных смесей с одинаковой осадкой конуса; 4 — то же, с одинаковой удобоуклады'ваемостью

Расход цемента Ц= 170 : 0,46=370 кг/м3. Расход щебня определяем по формуле

(у-1) 1200

где у — требуемое изменение свойств бетона (относительная ве­личина) ;

1200 — средний расход щебня для обычного бетона, кг/м3;

а — эмпирический коэффициент, ориентировочные значений которого находятся в следующих пределах:

при определении изменения прочности

при изгибе...................................................... от 0,10 до 0,15

при определении изменения призменной

прочности...................................................... от—0,05 до 0

при определении изменения модуля де­формации при а = 0,5 R от 0,2 до 0,3

при определении изменения усадки. . . от—0,3 до—0,7

В рассматриваемом случае изменяется деформативность бетон* на 10%, т. е. {/=1,1; о=0,25,

щ ,

и, ZO

По графику рис. 24 уточняем расход цемента и поды. Райхбд це­мента увеличится в 1,32 раза, а воды — в 1,21 раза, т. е.

Ц= 1,32 • 370 = 490 кг/м3-, В = 1,21 • 170 = 205 л/м?. .

Расход песка

/ 490 480

1000— ------- -- + 205 +

3,1

Объемный вес бетонной смеси уоо. б.см=490 + 205 + 480+1235 = = 2410 кг/м3.

111. Объемный вес исходного бетона

Уоб. б.см = 300 + 600 4- 1200 + 135 = 2235 кг/м3. Объемный вес бетона с добавками

v;6.6,H = (1 - 0.05) Y06.6.CM = (1 - 0,05) 2235 = 2123 кг/м3. Расход материалов на 1 м3 бетона с добавками В/Ц' = (1 —0,1)0,45 = 0,405;

Уоб. б.см 2123

Ц = ---------------------------------- =------------------------- — 286,7 кг м'

1 4- 26 4- У + В/Ц' 1 4-2 4- 4 4-0,405

П = 2Щ = 2-286,7 = 573,4 кг/м3

Щ = КЦ' = 4-286,7 = 1146,8 кг/м3;

В=В,/Ц'.Ц' =0,405-286,7= 116,1 лЫ3.

Увеличение пористости

Уоб. б.см Уоб. б.см 2235 — 2123 г

дур= ----------- ---------------- ,100= ----------

Уоб. б.см 2235

112. Расходы воды по графику рис. 20 В=140 л.

В/Ц принимаем по графику рис. 25, построенному по результатам пробных замесов.

Для прочности бетона )?б=0,7-300=210 кГ/см2; Ц/В = 2,0, откуда расход цемента Ц=2-140=280 кг.

Расход щебня

1000

Щ= МЗЇЇ7Г Т=1415 кг'

1,48 +2,6

(а =1,1 для жесткой бетонной смеси).

Расход песка

n“[1000-(ff

113. Производят расчет состава бетонной смеси из условия полу­чения заданной марочной прочности 300 кГ/см2 после 28 суток нор мального твердения. Водоцементное отношение определяют по фор­муле, приведенной в решении задачи 98.

При цементе М 400 по ГОСТ 10178—62 и рядовых материалах

В_ 0.67?ц _ 0.6-400 _0.72

Ц 7?б + 0,5-0,67?ц 300 + 0,5-0,6-400/ ’

Режим тепловой обработки назначают, руководствуясь^ «Инст­рукцией по пропариванию бетонных и железобетонных изделий на за­водах и полигонах». Так, Ris кГ/см* бетоны на портландце-

' менте рекомендуется про­

паривать при 1=100°; скорость подъема тем­пературы 20° в час. Если начальная температура в камере 18°, то продол­жительность подъема температуры составит

100—18

---------------------------- __ 4 ч

20

Продолжительность изотермического прогре­ва при 1=100° при жест­кости бетонной смеси 50 сек и В/Ц=0,572 опре­деляем по графику рис. 26. Она составит 4 ч. В случае бетонов иа портландцементе или на пуццолановом портлаид-

подъем температу­ры

продолжительность пропаривания при

100°...................................................................................

охлаждение ....

Всего 11ч

По табл. 33 принимаем коэффициент сокращения продолжитель­ности общего цикла пропаривания равным 1.

Окончательный режим устанавливается после опытного пропари­вания н внесения соответствующей корректировки.

а — температура изотермического прогрева 100°; 6 — то же, 80°; в — то же. 60°; 1 — бетонная смесь высокой жесткости (В/Ц<0,4); 2 — то же, сред­ней жесткости (В/Ц>0,4); 3 — пластичная бетон­ная смесь (В/Ц>0,6)

Ориентировочное значение В/Ц по табл. 34 составляет 0,404.

Таблица 34

Расход воды В = Ц-В/Ц=135-0,404 = 54,5 л/м3.

Расход гранитного щебня Щ=1828—(135 + 20) = 1673 кг/м3 (циф­ра 20 в скобках означает 20 кг воды, вступившей в химическую реак­цию— примерно 15% от веса цемента, т. е. 135-0,15=20 кг).

Состав бетона цемент : щебень (по весу) : 1 :Х=1 : 12,35;

TOC o "1-5" h z 135 1673

1.3 1,6

по объему 1: X = : = 1 : 10.

J35 155.

1.3 1,3

Далее производят расчет состава бетонной смеси для В/Ц± ±0,05, делают пробные замесы, изготавливают образцы и после твердения их испытывают. На основании результатов испытаний уста­навливают окончательный состав бетона.

115. Коэффициент выхода бетона

. Уб ________________ V6____________

TOC o "1-5" h z ^Ц + ^Щ „/ 1

“)

іб. Щ /

1000

, 1 10,5

( 1250 + 1520

Расход цемента

?П6м „ 0,882-500 _ _

Ц = --------- --Ц------------------------- = -147 = 65 кг.

1000 1000

Расход щебня

ЗКбм 0,882-500

Щ' = = — Т7ГДД - -147-10,5 = 680 кг.

1000 1000

Учитывай высокий коэффициент выхода, расход материалов на один замес следует уменьшить на 15—20%.

116.

117. Для первого опытного замеса расход цемента принимаем по приложению 19 с поправочными коэффициентами, данными в табл. 36 и 37.

Ц = 340.0,9-1,1 =337 кг/м3.

Для других условий расходы цемента умножаются на коэффици­енты, приведенные в табл. 36 и 37.

Расход воды определяем по приложению 20 В=210 л/м3.

Суммарный расход крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 керамзитобетона 3=у0б. кб— 1,15Ц= 1700-— 1,15 - 337= 1313 кг (коэф­фициент 1,15 при Ц введен из предположений, что в реакцию с цементом вступит примерно 15% воды).

Полученный результат расхода заполнителей не должен превы­шать значений, приведенных в приложении 21.

Расход песка определяют по формуле

Зуоб Л, Г

''Уоб. п + (1 — г) Уобл

где г — доля песка в общей смеси заполнителя; по приложению 21 г=0,5

(П + Кр) у о о. г,г

ГУоб. п + (1 — Г) їоб. Щ что составит объем

1313-1500-0,5 0,5-1500 + 0,5-400

Расход керамзита Кр = 1313—1036=227 кг/м3, что составит объем 274

' = 0,69 м

Икр =

400

Расход керамзитового щебня или гравия не должен превышать 0,9 м3 на 1 At3 бетона, а суммарный объем щебня (гравия) и песка не должен превышать значений, указанных в приложении 21, т. е.

Ркр = 0,б9 м3 < 0,9 м3; VKp + Vn = 0,69 + 0,69 = 1.38 .«з < 1,4 м3.

Соотношения между цементом, песком и гравием (по весу)

= 1іЗ,08:0,81;

В 210

: 0,62.

337

По результатам расчета приготовляют пробные замесы с расхо­дами цемента 340, 390 и 290 кг/м3 при расходах песка 60, 50 и 40% от объема заполнителей. После испытания образцов по результатам строят график и выбирают оптимальный состав керамзитобетонной смеси.

118. Решение этой задачи строится на результатах испытаний образцов, изготовленных при различных водоцементных отношениях с пропариванием и автоклавной обработкой.

Для примера результаты испытаний приведены в табл. 38.

По данным табл. 38 строят график (рис. 30), по которому нахо­дят цементовсдные отношения для бетона прочности 220 кГ/см* после пропаривания (Ц/В=2,37) и после автоклавной обработки (Ц/В = 1,4).

Расходы цемента будут соответственно;

Uj = 185-2,37 = 438 кг/м?, Ц2 = 185-1,4 = 259 кг/м?.

Расход цемента для бетона одной прочности при равном расходе воды, но пропаренного, больше чем бетона, твердевшего при авто­клавной обработке иа 179 кг или на 41%.

119. Коэффициент раздвижки зерен щебня есть отношение абсо­лютного объема цементно-песчаного раствора в бетоне (К*) к объ­ему пустот крупного заполнителя (Кр). Сумма абсолютных объемов цемента, песка и воды Kp = K® + KjJ + В.

Расход цемента

ц = МЯ =------------------------------------ 2422----------- = 323 кг.

1 + X + К + В/Ц 1 ■)- 2 - Ь 4 4* 0,5

Расход воды В=0,5-323= 161,5 л/м?.

Расход песка П=2-323=646 кг/м?.

Расход щебня Щ=4-323= 1292 кг/м?.

Ц П 323 646

V? = —+ В +--------------- = -—+161,5+—— =519,3 л.

р Yn Yn 3,1 2,65

Yr — Уоб. г 2,6 —1,5 „

Рг =-------------------- =------- ^ = 0.422.

Yr 2,6

TOC o "1-5" h z Объем пор в крупном заполнителе Г 1292

Yo6.r 1>5

Коэффициент раздвижки зерен

519.3 ,

“ Ур 363,7 '

120. Фактический коэффициент уплотнения бетонной смеси Купл — есть отношение определенного опытом объемного веса смеси к объемному весу, вычисленному теоретически.

Теоретический коэффициент уплотнения — отношение суммы аб­солютных объемов материалов, составляющих 1 м3 бетонной смеси к объему смеси с пустотами.

Сумма абсолютных объемов материалов в 1 м3 смеси

VI - К + Г.+ V*.--fj - + їй + ^|- + - gj--™ *

У! 070

is = о 079

*упл~ 1000 ~ юоо

121. Продолжительность вибрирования при частоте 2800 колімин можно ориентировочно определить по графику рнс. 31 и в последую­щем уточнить опытным путем. В данном случае время вибрирования 100 сек.

122. Характеристика бетона без добавок: объемный вес уоб=300+600+1200+178=2278 кг/м3;

объем пустот за счет испарения излишка воды Уп = 178—178-0,1 = = 160,2 л;

пористость за счет испарившейся воды 160,2 „

Р=12гё"-100 = 7'1%;

прочность бетона

/ 300

#28 = 0,6.400 /-^- — 0.5) = 298 кГ/см

Характеристика бетона с добавками ССБ: объемный вес Уоб “2278—16 =2262 кг/м3;

объем пустот за счет испарения излишка воды Уп=162—16,2= = 145,8 л;

'’ = WTO=6-44*;

прочность бетона

/?И = 0.6.400 °'5) = 325 кПслР-

Пористость бетона за счет испарившейся воды снизилась на 9%, марочная прочность повысилась на 8%.

123. Величина максимального уплотняющего давления склады: вается из давления от веса столба бетонной смеси, пригруза и да» ления, развиваемого вибраторами, т. е.

‘Уоб. б.смйЛы2

8

(о — угловая скорость для кругових колебаяяЯ

padjceK;

Ао)2=0,01 Ап2 — ускорение колебаний, см/сек3;

g — 981 ел/еек2;

Уоб. б.см^-°.°1^яа

Рктс — Уоб.6.см^ + Ч +

g

2,3.25- 0,01-0,05-30002 „

= 2,3-25 + 100 +--------------------- —-------------- = 383 Г/с. м2.

124. Минимальное число оборотов формы в начальный период центрифугирования, т. е. в период распределения бетонной смеси по форме (яов. р) вычисляется из условия, обеспечивающего в верхней точке формы превышения центробежной силы над весом частиц бе­тонной смеси,

т. е. MRa>3>Mg или R&3>g,

где М — масса бетонной смеси в верхней точке формы;

R — наружный радиус трубы;

1000 + 2-65 ___

д ------------------- — 565 мм — 56,5 см;

&> — угловая скорость

2япоб. р

60 ’

/ 2ял0б. р 2 g — 981 смісекі; — J = g.

Отсюда

, / 602.981

пЛ->~/ 5л+и««“*

«об. р можно найти и из уравнения

Яоб.]

где г — внутренний радиус трубы, м;

Яоб-р — 42 1/ ~ = 42 обіман.

С учетом вязкости бетонной смеси и других факторов число обо­ротов формы в период распределения принимают в 2 раза больше расчетного, т. е. 80-5-150 об/мин. Ббльшие значения п0в. р для труб меньшего диаметра.

Величина центробежной силы, необходимая для уплотнения бе­тонной смеси,

0,0236 /«o6.yV

р~------- ^—• А ( -——— кГсм3,

265 100 /

г3 50з

где Л=Л2 — -—= 56.52——— = 991;

R 56,5

Лоб. у—число оборотов формы в минуту в период уплотнения.

В случае применения бетонной смеси с объемным весом, отлича­ющимся от 2400 кг/м3 в ту или другую сторону,

р_3«^.А(^)Г1сМ,.

где Уоб. б.см—объемный вес бетонной смеси, кг/см3.

Величина центробежной силы должна быть в пределах 0,7+- -4-1,5 кГ/см3. Принимая Р= 1,2 кГ/сма, имеем

265-1,2 „ „

~о70236^991"= °б! маН-

Длительность периода уплотнения занимает 70—80% общего вре­мени центрифугирования; 20—30% от этого общего времени расхо­дуется на распределение бетонной смеси.

125. Водоцементные отношения: бетона № 1 — 0,626, бетона № 2 — 0,5.

Объемные веса свежеуложенных бетонов:

бетона № 1 у *6=320+650+1300+200= 2470 кг/м3-,

бетона № 2 иа 40 кг меньше, т. е. у=2430 кг/м3.

Объемные веса затвердевших бетонов:

бетона № 1 уоб*з = 320+ 650+1300+ 0,2-320 = 2334 кг/м3-, бетона № 2 у„6 з = 320 + 650+1300 + 0,2 - 320 = 2334 кг/м3. Пористость бетона за счет испарения воды:

2470 — 2334 , г

бетона № 1 р ~----------- 2470----- ‘100 = 5,5%;

2430 — 2334 бетона № 2 р’1 — -100=3,9о%.

При снижении расхода воды на 20% пористость бетона от испа­ренной воды снизилась иа 1,55%.

126. Общий приведенный срок выдерживания бетона в сутках:

г1р = ai^i + a? z? + а32г3,

где zn Z2, z3 — продолжительности твердения в сутках при разной температуре; Z| = l; Z2 = 3; г3=1; аь аг; а3 — коэффициенты, значения которых принимаются ПО табл. 39; а, = 1; аг=1,54; аз=2,5.

zBp= 1 • 1 +1,54-3+2,5-1 =8,12 суток прн температуре приведеиия или средней температуре среды *пр = 150.

Таблица 39

По приложению 22 прочность бетона на портландцементе М 500 составляет около 56% от /?га-

Для бетонов на шлакопортландцементе и пуццолановом порт­ландцементе коэффициенты определяются соответственно по фор­мулам:

аг = 0,387 + 0,0027*?;

а, = 0,328 + 0,003*?;

где //—температура среды.

127. В соответствии с инструкцией по пропариванию оптималь­ная температура пропаривания *=80°. Скорость подъема температу­ры составляет 20 град/ч. При применении предварительного выдер­живания изделий или укрытии поверхности изделия листом металла, резины или полиамидной пленкой, а также при прогреве изделий в закрытых формах возможно увеличение скорости подъема темпера­туры на 5-й 0 град/ч. Одиако при применении высокопрочных и бы - стротвердеющнх портландцементов рекомендуется замедлять скорость подъема температуры иа 5-+10 град/ч. Поэтому в нашем примере скорость подъема температуры остается 20 градіч.

80-20

Длительность подъема температуры составляет —~— =3 ч

(1 час в камере без пуска пара и 2 ч с подъемом температуры). Охлаждение изделий в соответствии с инструкцией по пропариванию должно быть 2 ч. Если общий цикл пропаривания принять 11 ч (по условиям организации производства пропарочные камеры рассчитаны на два оборота в сутки), то продолжительность изотермического про­грева должна быть 6 ч.

По графику рис. 27, б для продолжительности изотермического прогрева 6 ч при пластичной бетонной смеси (кривая 3) прочность бетона при пропаривании будет составлять 59% от нормального твердения.

Расчетную марку бетона определим из пропорции 150 кГ! сл& — 59%

150-100

х — 100% х — ------------- —------ = 255 кГ[см2.

59

Расчетную марку бетона принимаем 250 кГ/сма.

128. Прочности бетонов при пропаривании в % от #2з нормаль­ного твердения по графикам рис. 27, 28, 29 составят: для бетонов иа портландцементе 54%; на шлакопортландцементе 45%; на пуццола - новом портландцементе 46%.

Отсюда абсолютные значення прочности бетонов после пропари­вания будут соответственно 108, 90 и 92 кГ/см3. Наибольшую проч­ность наберет бетон на портландцементе.

129. Прочности бетона без добавок составляют:

#6.28 = 0.6/?ц (Ц/В — 0,5) = 0,6-400 (2 — 0,5) = 360 кГ/см*

#6.7 = #6.28= ^ КГ/СЛ&;

#6.3= #6.28■= 111 кГ/CM3.

Прочности бетона с добавкой СаС12 равны:

#6.28 = 360-1,11 = 400 кГ'ісмі

#6.27 = 212 • 1,5 = 323 кГ/см?;

#б. з = 111-2 = 222 кГ/см

Расход раствора СаС122=0,01 • 350 : 0,3488 = 3,4416 = 3,44 л/м3. Расход воды прн этом уменьшается В'=Ц-В/Ц— 3,44=171,56 л.

130.

lg 28 1,447

#6.28 = #б. з = 150 = 454 кГ1смЬ<

в/ц= ^_________________ =_____ ?■«■«» =ор.

#6.28 +о,65-0,5#ц 454 + 0,325-600

130. Средняя температура твердения бетона может быть при­нята как средняя арифметическая из начальной и конечной темпе­ратур

30 + 0 *ср = =15».

По табл. 40 находим прочность бетона в % от 28-дневной при твердении в нормальных условиях при 15°. Для бетона на портланд­цементе М 400 после 10 суток его твердения она составит 67% или 300-0,67=201 кГ/см3.

131. Уравнение баланса запасов тепла в бетоне и составляющих его материалах имеет вид:

Уоб. бСб^б ~ Ц^Ц^Д + rCnt„ + ІДСщҐщ + ІД ■ В/Ц - Ив,

отсюда теоретическая температура бетона составит 0.2 (Щц + ГОП + ІЩщ) + Ц • В/Ц*„

‘б. Т —

Тоб. беб

Обозначив уов. б = Ц+П+Щ+В и разделив числитель и знаме­натель на Ц, получим

_ 0.2(?ц + xt-„ + ytщ) + В/Ц-^в (1 х у) 0,253

Решив любое из этих уравнений, найдем tt т=29,5°, а /б=29,5— —2,5=27°.

132. Снижение температуры бетонной смеси при перемешивании в бетономешалке принимается по табл. 41. Температура окружающей среды в помещении бетонного завода условно считается равной 5°.

При выезде из бетонного завода температура бетонной смеси бу­дет 1«.н=45—6 =39°.

Температура бетоииой смеси после окончания перевозки

1б. к=*Л1«.н + Д1н. В.,

где А и Б — коэффициенты, принимаемые по табл. 42.

<в. к=0,817 • 39+0,175 • (—10) =30,5°.

Снижение температуры бетонной смеси при ее укладке прини­мается по табл. 43. Для разницы температуры бетонной смеси и на­ружного воздуха 30,5—(—10°) =40,5° оно равно 4,5°.

Таблица 42 ;

Продолжительность укладки и уплотиения принимают в среднем около 10 мин.

После уплотиения температура бетонной смеси будет 30,5—4,5= =26°.

133. Температуру цемента принимают равной 3—5°, если 1—2-су - точный запас его иаходитси на бетоином заводе, и 0°, если цемент идет в дело вскоре после поступления. Примем /ц=2°.

Температура гравия принимается равной /г=5°, так как гравий (щебень) желательно приводить лишь в талое состояние.

Температура воды поднимается до 90—95°. Примем <в=90°. Температура песка будет составлять

_ 'гм [0,2 (Ц + П + 111) + В] - 0.2 (Ц1ц + 1ШЩ) - В?„

~ 0.2П

45 [0.2 (311 + ТОО + 1283) + 178] — 0,2 (311-2 + 1283-5) —

= 0,2-600

-178-90

= 86°.

0,2-600

Более 80° нагревать заполнители не рекомендуется, поэтому не­обходимо произвести перерасчет для определения температуры подо­грева щебня, исходя из допустимой температуры нагрева песка.

В случае применения влажных заполнителей расчет ведут по следующим формулам:

при оттаявших заполнителях

0,2 (Ц1П + m„ Щ/щ) Ч~ Влр'в -4* WЧ~ W СМ=" 0,2(Ц 4- П + Щ) + В

при заполнит елях, поступающих в барабан в замерзшем со­стоянии

_ 0.2 [Щц + (П+ Ш)'3] + (В —1Г„П — ИУ, цЩ)^ + см~ 0,2 (Ц + ГГ + Щ) + В

+ (Я7пП + W щЩ) (0,5'я - 80)

0,2(Ц + П + Щ) + В

Во всех этих формулах:

Ц, П, Щ, В — расходы соответственно цемента, песка, щеб­ня (гравия) и воды, кг/м3;

ВПр — производственный расход воды, кг/м3;

'п. 'л, 'в, U — температура иагрева соответственно цемента, песка, воды, щебня (гравия) и заполнителей, град;

— влажность песка и щебня (гравия), % по весу; 0,5—удельная теплоемкость льда, ккал/кг-град;

80 — скрытая теплота плавления льда, ккал/кг.

134. Тепловыделение 1 кг цемента определяется по формуле Е. В. Шнипко

Эх — Вё~тг,

где Вит — параметры, постоянные для данного вида и марки це­мента (см. приложение 23).

Значение ^может быть получено из приложения 24. г — час твердения цемента (ие продолжительность).

Для портландцемента М 500 параметры экзотермин составляют: В = 0,76; т=0,01.

Экзотермия в 1-м часу твердения

5,=0,76 е~0'01=0,76-0,9901= 0,752 ккал.

Экзотермия в 15-м часу твердения

Э15 = 0,76“0,01‘15 = 0,76е—0,15 = 0,76е~0,1 • е'0'05 =

= 0,76.0,9048.0,9513 = 0,653 ккал.

Экзотермия в 30-м часу твердения

Зад = 0,76е—°’01'30 = 0,76е~0,3 = 0,76.0,7408 = 0.563 ккал.

График зависимости экзотермии цемента от времени твердения дан на рис. 32.

135. Тепловыделение цемента за определенный период (от г х часа до г у часа) его твердения вычисляется по формуле Е. В. Щнипко:

Эт (zy — zx) = C (е~тгх - е'тгу),

где zx и zу — часы твердения цемента;

т и С — принимаются по приложению 23; т=0,01; С = ?6;

гх—Ю; гу = 20; тгх = 0,01 -10 = 0,1; тгу = 0,01 -20 = 0,2; Э20-ю = 76 (е~ол — <Г°-2) =

= 76 (0,9048 — 0,8187) = 6,54 ккал.

По аналогии с предыдущим решением

Zjc—0; zy—72; т = 0,01; С = 76;

mzx= 0; mzy = 0,01 -72 = 0,72;

0,72 = в_0,7е-0,02 = 0,4966-0,9802 = 0,4868;

З72--0 = 76 (1 — 0,4868) = 39 ккал.

136. Длительность остывания бетона до температуры 1к = 18° вы­числяется по формуле

f _ сбУоб. б (*б ~ *к) + ЦАЭ

где с6 — удельная теплоемкость бетона; Сб=0,25 ккал! кг ■ град; Уоб. б — объемный вес бетона, кг/м3;

ДЭ — экзотермическое тепло, выделяющееся за время остыва­ния, ккал/кг;

К — коэффициент общей теплопередачи, зависящий от ветра, влажности и тщательности устройства теплоизоляции, если таковая имеется; К=1,15=2,5.

Экзотермическое тепло может быть определено по прило­жению 23.

М — модуль поверхности конструкции

F — поверхность охлаждения детали или конструкции, м2;

V — объем детали или конструкции, ж3; в рассматриваемой задаче

F = 0,3-0,4-2 + 0,3.2,4-2 + 0,4-2.2,4 = 3,6 мї;

V = 0,3-0,4*2,4 = 0,288 ж3;

гЦг»12’5'

^ср —средняя температура за все время охлаждения конструк­ции, которая условно принимается в зависимости от тем­пературы бетонного элемента.

При м < з, <б. ср= ; при = з - г - 8 <б. ср = ~^г~;

при М = 8 -!- 12 <б. ср == ; при М > 12 *6.с1, = .

70

Для рассматриваемой задачи? б.ср= ~~т~ — 17,5°.

5

Подставлия в формулу Б. Г. Скрамтаева все известные величин иы, получим

0,25.2300 (70-18) + 320-45

1.15-12.5(17.5+5°) ’ *'

137. Ориентировочный срок охлаждения бетона до =5°, при которой практически прекращается твердение бетона, определяется в данном случае по формуле Б. Г. Скрамтаева:

j. _ сбУоб-б (^б ^к) + ЦАЭ ^?сбщ

‘ К

(входящим в формулу буквенным выражениям дано объяснение в предыдущей задаче),

где /?0бщ — общее термическое сопротивление опалубки и теплоизо­ляции.

TOC o "1-5" h z „ „ а-л ей 0,05 0,12

/?об« = 0.05+ 7^+1^ = °-°5+"^- + -^- = Ь583.

о. и а2 — толщины слоев опалубки и утепления;

Лі и Лг — коэффициенты теплопроводности этих материалов;

F 2Ца + Ь)1 + аЬ] 2[(0.8 + 0,6)8 + 0,8-0,6] „ ,

м==т= __ = ___ =6Д.

t 3^0

М < 8, а потому *ср = —— = —-—= 17,5°.

По приложению 23 ДЭ=65; принимаем К—2, тогда

„ 0,25-2400(35 — 5)+ 300-65 1,583 ,

Т =---------------------------------- —------------------------------- = 177ts«7.4 суток.

6,1(17,5 + 10) 2

138. Требуемое время твердения находим по табл. 40. Оно со­ставляет (при средней температуре 15°) 6,4 суток (по интерполиции).

Для решения конструкции и вида теплоизоляции опалубки най­дем требуемое общее термическое сопротивление (/?2{;ш). Выделяем 1 м* колонны объемом бетона Ve =■ 0,4 • 0,4 -1=0,16 м3.

Запас тепла в бетоне

Qe = (Уоб. бСб<б + ЦЗц) V6,

где Эц — зкзо-ґермия цемента за период с I по 6,4-24=153,6 ч твер­дения.

3uiS3.fi—і = € (ё~тЛ — в"ш'153,6).

По приложению 23 с=45; т=0,01; по приложению 24

е 0,01 = 0,9901; е-1’536 = 0,3679.0.6065-0,9704 = 0,218;

3 = 45(0,9901 —0,218)^35,5 ккал;

Q6 = (2400-0,25.30 + 300-35,5)-0,16 = 4596 ккал.

Потери тепла при охлаждении бетона от 30 до 0° в течение

6,4 суток

/=••24.6,4 (-у-+ 15j Д Q — — = 4596 ккал.

“общ

Боковая поверхность охлаждения бетона F—A-1 -0,4=1,6 ж2, 1.6.24-6.4-30 4596

По формуле общего термического сопротивления

«общ = 0,05+ + —

А1 А2

flo 0,Оо До ао

находим " ; 1,6 = 0,05+ + *:—; ———1,21.

А-2 0,15 ^2 Aj

По приложению 2 выбираем материал для теплоизоляции, по

CL‘2

уравнению “т— =1,21 найдем его толщину. Например, для пено - *2

полистирола с Х2=0,025 02=3 см.

^ВН ГЧ

• t = ^н— —

TOC o "1-5" h z D і Дпп і Дб і а°п і аЧ П “вн + ч 1 1 +1/<П

Ад Ав Аж Ап

20 — (—20)

20 —----------------------------------------- -------------------------------- - X

0,025 0,1 0,025 0,05

0,13 + Ч +------------------------------------------- + + 0,05

+ 0,15 т 1.5 0,15 ^ 0,025 ^

X 0,13= 18°;

40

и = 20- jgjjj - (0.13 + 0.17 + 0,07 + 0,17) = 12,5°;

40

*5 = 2° — 2_58|" (0.13 +- 0.17 - f - 0,07+- + 0,17 + 2) = —18,7°.

141. <?в=у. А,(*к — tB)V= 1000-1 (95 — 5)-0,178= 16020 ккал,

где Yb — плотность воды, к г/м3;

св — удельная теплоемкость воды, ккал/кг-град;

V — объем нагреваемой воды, ж3.

Подсчитаем расход топлива, приняв теплотворную способность угля 7000 ккал/кг, запас тепла в 1 кг пара с температурой 6СҐ рав­ным 600 к кал.

16020

Потребуется —— = 2,3 кг угля

16 020 „ 16 020

или—-- = 18,55 квт-ч электроэнергии, или ---------------------------- =

864 и к 600

к=_26, b’jez'ja ара.

С учетом к. п. д. калорифера эти цифры будут значительно вы­ше. Так, при к. п. д. 10% расход угля составит 23 кг.

142. Рщ = V"yo6.iu [Сщ (*К — tn) + Wт (—0,5tH + 80 + ^к)],

где V — объем подогреваемого материала, ж3;

сщ — удельная теплоемкость щебня, ккал)кг-град.

Примем сщ=0,2, тогда Qm= 1 • 1500[0,2(15+15) +0,05(0,5-15+ +80+15)1=16700 ккал.

Решение этой задачи можно осуществить, пользуясь номограм­мой рис. 33. На шкале I иаходнм точку, соответствующую ts — <к= =30°. Эту точку соединяем с точкой на шкале прямой, которая пересекает прямую II в точке а. Точку а сносим вправо до пересече­ния с прямой, соответствующей влажности щебня. Перпендикуляр; из этого пересечения на прямую III опустим в точку с, которую со­единяем с точкой на прямой V, соответствующей <„ — tK. Прямая,' соединяющая эти точки, пересечет прямую IV в точке, соответствую*1 щей теплозатратам на І кг щебня. В данном случае 9=11,2 ккал/кг^

Q3 = 1-1500-11,2 = 16 800 ккал.

В случае положительной начальной температуры заполнителе^

Qrn = ^Уоб-щ [6.2 (tK — (н) + Wш. (^к — ^и)1 —

-= Ууобла <*« - *н) (0.2 + WV) = М500 X X (15 — 5) (0,2 + 0,05) = 2250 ккал.

относительная (по веси) влажность заполнителей

Ш

кпм/кг

15 20 25 30 35 . і ‘‘'IV

10° 20° $0°40° 50° 80° 70° 90° 90°v

Рис. 33. Номограмма для определения затрат тепла на подогрев заполнителей в ккал/кг

143. В соответствии с табл. 40 бетон без добавок за 7 суток твердения наберет прочность, равную 55% от 28-суточной, т. е. 300-0,55= 165 кГ/см*.

В соответствии с табл. 44 бетон с добавками хлористого каль­ция в тех же условиях наберет прочность на 20% большую, т, е.. 165-1,2=198 кГ/см* Эта прочность составляет 66% от расчетной, т. е. более 50% от 28-суточной.

Получение расчетной прочности бетоном обеспечивается.

144. Модуль поверхности Мп= 11,67 1/ж, Воспользовавшись «Руководством по производству бетонных и железобетонных работ в зимних условиях» назначаем режим электропрогрева:

разогрев бетона с подъемом температуры от 10 до 60° С со ско­ростью 10 град)ч изотермический прогрев при температуре 60°; остывание бетона.

Мощность, необходимая для поднятия температуры бетона от t„ до расчетной tp с учетом теплопотерь, определяем по формуле

Pi = 116-10-5|сбуоб. бД* + км„( -<„)];

Pi = 116-10-5^0.25.2400-10-4- 1,82-11,67^ ---^6°--4-15^| =

где eg — удельная теплоемкость бетона, ккал/кг-град;

Уоб. в — объемный вес бетона, кг/м3;

Дt — скорость разогрева, град/ч;

К — коэффициент общей теплопередачи, ккал/м2-ч-граб; Ми — модуль поверхности конструкции в 1/м;

/н — температура в начале прогрева, град; tp — температура изотермического разогрева, град; tн. в — температура наружного воздуха, град.

0. 05+10/гоп 0,05+10-0,05

Снижение удельной мощности, вызываемое совместным влиянием экзотермии цемента и нагревом опалубки, дано в табл. 45.

Таблица

С учетом ЭТОГО снижения потребная МОЩНОСТЬ P' = Pi — Рэ = =8,18—0,45=7,73 квт/м3. Потребная мощность для всего конструк­тивного элемента Р =7,73 • 3 • 0,3 • 0,4=2,78 кет.

Мощность, необходимая для поддержания температуры бетона на постоянном уровне Р2= 116 • 10-5. KMn(tp — <„) =116 • 10_5Х X 1,82 11,67(60+15) = 1,85 квт/м3, а с учетом экзотермии цемента />"=1,85—0,45=1,5 квт/м3. Требуемая мощность для всего конструк­тивного элемента Р2= 1,85-0,36=0,648 кет.

TOC o "1-5" h z Требуемый расход электроэнергии W=P ті+Р2%% *

где Ті — длительность разогрева бетона, ч

*Р + (и 60 + 10

Ті =----------------- =-------------- = 7ч,

At 10

т2 — длительность изотермического прогрева, ч.

По таблицам «Руководство по производству бетонных н железо­бетонных работ в зимних условиях» находим т2=6 сут. или 144 ч.

W = 2,78-7 + 0,648.144= 112,77 квт-ч.

145. Марку бетона устанавливают по величине предела прочности при сжатии образца-кубика бетона с размерами ребер 20x 20x 20 см после 28 суток его твердения в нормальных условиях. Однако для определения марки бетона применяются кубики иных размеров. Ребро кубика h выбирается в зависимости от максимальной крупности (а) гравия (щебня). Для перевода результатов испытаний таких кубиков к нормальным с целью определения марки бетона результаты умно­жают на коэффициенты k, имеющие следующие значения:

при а <30 мм h = 10 см к=0,85

TOC o "1-5" h z при а до 40 » h — 15 » 0,9

прилдобО » Л =20 » к=1,0

при а более 60» h =30 » к=1,1

Если образец твердел в течение л суток, причем п больше нли меньше 28, то прочность при 28-суточном возрасте бетона Д2s нахо­дят по формуле Б. Г. Скрамтаева:

lg 28 lg л

где Р п — прочность бетона после л суток твердения. Эта формула применима только для тяжелых бетонов на портландцементе и толь­ко при п^З суток.

В рассматриваемой задаче

TOC o "1-5" h z Р 90000 lg 28

^20= — k = -0,9 = 360 кГ/см* Р26 = 360 =

1 44716

= 360 — ' = 400 кГ/см2.

1,30102 '

Это и есть марка бетона.

146. TOC o "1-5" h z По графику рис. 20 расход воды 150 л/м3. ВодоцементнО отношение В/Ц= 150 : 300=0,5; Ц/В=2. Ы

По условиям задачи применяем формулу Лб=0,6Дя (Ц/В — 0,5 по которой при Rn=300 кГ/см2, Д® =270 кГ/см2,

прн Ra = 400 кГ/смі » Дя *= 500 »

» Дц = 600 »

8 — бетон на гравии; 2 — бе - т®н на известняковом щебне; 3 — бетон на гранитном щеб­не

147. При В/Ц=0,35 Лв=-0,4

Дд (Ц/В+0,5) =0,43-500 (1 ;03S<| +0,5) =722 кГ/см3.

При В/Ц^0,4 Д6=0,65 Дц(Ц/В - —0,5). Решая это уравнение для пр| веденных в условии задачи В/Ц, лучнм:

при В/Ц=0,4; 0,5; 0,6; 0,7 будет иметь прочность соответств но 650, 487, 380 и 304 кГ/см3.

148. При высококачественных ац полнителях Дб=0,65-400 (2 — 0,5) =

=390 кГ/см3.

При рядовых заполнителях =0,6-400(2 -0,5) =360 кГ/см3. Про ность снизилась на 7,7%.

При заполнителях пониженно качества Rn=0,55-400 (2 — 0,5)і

=330 кГ/см3.

Решив задачу для В/Ц=0,3 убеждаемся, что при любых В/Ц чество заполнителей влияет на про ность бетона.

149. По графику рис. 20 водопо ребность бетонной смеси составлю 150 л/ж3. В/Ц =153 : 300= 0,51.

Так как по ГОСТ 10178—62 марки 450 иет, то принимаем ОД! портландцемента 500.

150. Скорость прохождения ультразвука

15сж 15-1000 000

:3,75 км/сек.

100-1000-40

По графику рис. 34 Д?=270 кГ/см3. По формуле Б. Г. Скрч| таева

lg 28

1,447

= 270-^ = 463 КГІСМЯ-

151. Найдя отношение диаметра лунки в бетоне к диаметру лун-

9

ки на металлическом эталоне— = = 2, по графику рис. 35 нахо-

дим прочность бетона. Она равна 170 кГ/см*.

152. По формуле проф. А. А. Гвоздева призменная прочность о 130Q+ /?

Rnp~ 1450 + 3/?

Для бетонов М 200 /?пр = 146 к. Г/см2',

TOC o "1-5" h z » » М 600 #Пр=351 »

Прочность на сжатие при изгибе (Яя) (по исследованиям ЦНИИСК) /?и=1,25ЯПр.

Для бетонов М 200 Ли = 182,5 кГ/см2;

» » М 600 7?я=438 »

Ориентировочно по формуле Фере предел прочности при осевом

растяжении (/?р) /?р=0,5улЛ2.

Для бетонов М 200 Лр = 17 кГ/см2',

» » М 600 Яр=35 »

Отношение Яр. я (прочность на растяжение при изгибе) к /?р равно 1,5—2,2.

Принимая это отношение равным в среднем 1,7, находим: для бетонов М 200 Др. и=28,5 кГ/см2;

» » М 600 Др. и=59,5 >

Предел прочности прн. срезе /?ср=0,7У ЛпрДр.

Для бетонов М 200 ЯСр = 34,5 кГ/см2

» » /?рР = 77,5 »

I 000000

Модуль деформации при сжатии Е3 =--------------------------- або"'

Ь7+т

Для бетонов М 200 £а=286 000 кГ/смг,

» > М 600 £«=435 000 »

Прочность сцепления бетона с арматурой /?сд в месячном воі сте составляет (0,15-4-0,20)R и приближается к Дср: для бетона М 200 Rc р=35 к Г/см*,

> » М 600 RCp=90 »

-Анализируя разницу в свойствах бетонов М 200 и 600, приед к выводу, что количественная характеристика большинства свої бетона М 600 в 2—2,5 раза выше, чем у бетона М 200. Разня! модулях деформации лишь в 1,5 раза. Итак, чем выше марка беф) тем выше и другие его прочностные свойства.

153. Метод раскалывания образца позволяет определить til ность бетона при растяжении как на цилиндрических образца#^ и на кусках бетона, выломанных из покрытия или сооружении. In ность иа растяжение подсчитывается по формуле

2Р

RP — ——— кГ/см?. поп

где Rp — предел прочности при растяжении;

Р — разрушающая нагрузка; b и h—размеры вырубленного из сооружения образца по рине и высоте.

В нашей задаче Rp—22 кГ/см2.

154. Обозначим бетон с повышенным расходом цемента бетр № 3. Марочная прочность бетона № 1:

«і «I Ig28 |00, 1’44716 303 кГ/см?

*6.28 - *б. з ig3 - 100' 0,47712 ~ 1 '

Марочная прочность бетона № 3 по той же форм

*б! І8 “ кГ I см2.

Цементиоводное отношение определим по формуле

, Ц/В = *б-8в + 0'3-*Ц

1 0.6/?ц

606 + 0,3-550 У бетона №1 Ц/В = —^^5—= 2.33;

303 + 0,3-550

* №2Ц/В== мГІІО =1*415

Увеличение Ц/В в 1,65 раза.

Перерасход цемента при сохранении расхода воды сое ет 65%.

Ц2 £б + 0,3£ц

155. Для бетона с добавкой ССБ —— — ,

D| и, ОДц

„ Ui «б + о, 3/?ц

для бетона без добавок ССБ —— = ——— .

D] и,0/ц

Так как марки обоих бетонов одинаковы, марки цементов для

ІІ2 Ui

их изготовления так же одни и те же, то — = г - . т. е. цементо-

Б j В]

В2 162

водные отношения равны. Отсюда Ц2 = —— Ці = — • Ці=0,91 Ці.

Ві 178

Экономия цемента составляет 9%.

156. Расход воды (по рис. 20) В = 170 л. Расход цемента вычис­ляем из условия, что бетон необходимо запроектировать прочностью не 400 кГ/см2, а большей, из-за недоуплотнения бетонной смеси.

Рис. 36. Коэффициент уплотнения бе­тона:

1 — по данным Макферлейна; 1 — по опы­там Либмаиа; 3 — по данным Гланаилля я др.; 4 —по данным Сорохера и Довжина

Полным уплотнением иа практике принимают уплотнение на 98%, т. е. Дупл=0,98. При этом прочность бетона будет состав­лять 97% от расчетной. При Куп л=0,92 прочность бетона будет со­ставлять лишь 45% от расчетной (рис. 36). Поэтому прочность бето­на при Куп л =0,92 необходимо назначить на 55% выше требуемой по расчету, т. е. не 400 кГ/см*, а 400+ 0,55-400=620 кГ/см2.

При Купл=0,98 и при соответствующей этому уплотнению проч­ности бетона 400 кГ/см2 водоцемеитиое отношение

0,6-500

/?б + 0,ЗКц 400 + 0,3-500

По графику рис. 20 В=170 л. Расход цемента на 1 At8 бетона liM этом будет Ц=В : В/Ц= 170 : 0,546=311 кг.

0,6-500

Для прочности бетона 620 кГ/см2 В/Ц= 62q_j_o 3 500“0,3^

При этом же расходе воды Ц=170: 0,339=437 кг. Перерасход цеме| та из-за недоуплотнении бетоииой смеси ДЦ=437—311 = 126 кг щ каждый кубометр бетона или 40%. При стоимости бетона 15 за тонну перерасход денежных средств составляет 1 руб. 87 коп.

157. Определим расход цемента, воды и активность цемент для бетона М 400

ц = їобЛсм =---------------------------------- 2500 = з

1 + Х+У+ВЩ 1+2,1 + 4.3+ 0.5

В] = Ці - Ві/Ці = 316,4-0,5 = 158,2 л.

R =--------------- Вй----------- =------------------------ —------------- = 444 кГ/см 1.

Ot6(-|L_o,5)

Для бетона прочностью 400 кГІсм2 после 70 суток марочи^ прочность будет составлять

Это снижение прочности будет за счет снижения расхода цемчд та при повышении водоцементного отношения.

В, 0,6*ц 0,6-444

Для нового бетона —- = —; = ... =0,598

Иг /?28 + 0.3/?„ 314 + 0.3-444 -,‘

В,

Ц2 = В]: —L - = 158,2 * 0,596 = 265 кг.

Ий

Экономия цемента ДЦ=316,4—265= 51,4 кг или 19,4%.

158. Для бетона с малоподвижной смесью

Bi 0,6-430

—L =------------------------- =-- 0,602,

Пі 300 + 0,3-430

В, = 175 л (рис. 20), Ц, = В, і ~ = 175 і 0,602= 291 кг{м*

Ці

Для бетона с жесткой смесью:

В2 = 160 лм

Ц2 = B2s0,602= 160!0,602-266 кг/м

Экономия цемента

4Ц = Ці—Ц2 = 291 —266 = 25 кг или 8,58%.

159. Расход воды на 1 я3 бетона В=175 л (по рис. 20) ;

_В_______ 0.55/?ц

Ц ~ /?6 + 0,275/?ц '

Подставляя в уравнение значения /?ц, получаем;

при /?ц=300 кГ/смЪ В Ц=0,444 Цх= 394 кг, #ц=400 » В/Ц=0,557 Ц2=315 »

» #„=500 » В/Ц=0,654 Ц3=268 >

160. При жесткости бетонной смеси 30 сек В = 185 л. Для бетона на высококачественных заполнителях;

_В________ 0.65/?ц______________ 0.65-400

Ц ~ /?б + 0,5-0.65/?ц 300 4-0,325-400

Ц=! 85: 0,604=306 кг.

Для бетона на рядовых заполнителях:

В 0.6-400

Ц ~ 300 4-0,3-400 ~ :

Ц = 185:0,573 = 323 кг.

Для бетона иа заполнителях пониженного качества:

_В________ 0,55-400_________

Ц “ 300 4-0,5-0,55-400 ~ * [4]

Ц= 185*0,537 = 345 кг.

Если расход цемента при высококачественных заполнителях при­нять за 100%, то при рядовых заполнителях он будет равеи 105,2%, а при заполнителях пониженного качества 112,6%.

161. Абсолютный объем известково-песчаного раствора состава 1:5 будет: 14-5(1—0,38) =4,1.

4,1

Коэффициент выхода раствора Р — — г — 0,68.

14-5

Расход известкового теста иа 1 я* раствора ~ =

0,68(14- 5)

=0,24 я».

Расход песка 5-0,24=1,2 я*.

Расход воды В/Ц=0,9; В=0,24-0,9—0,216 я* илн В=216 л.

162. Абсолютный объем раствора 0,5-14-4-0,64-0,5=3,4.

Выход раствора? = ~----------- г——— = 0,61.

1 4-44-0,5 Расход цемента на 1 я3 раствора

Расход песка 4-0,33=1,32 л9.

Расход воды В=Ц-В/Ц=429-0,5=214,5 л/м3.

163. Объем раствора 1-0,42+‘1+5-0,60+1 = 5,42.

5,42

Коэффициент выхода раствора В = | _|_ j _j_ g =0,77.

Расход цемента на 1 л3 раствора

= 0,185 л3 или 0,185-1300 = 240,5 кг.

0.77(1+-1+-5)

Расход известкового теста 0,185 я3.

Расход песка 0,185-5=0,925 м3.

Расход воды 0,185+0,185=0,370 м3.

164. Объем раствора 1+2(1—0,38) =2,24.

2,24

Коэффициент выхода В = — = 0,74.

1 -+ 2

Расход цемента

0,45 М& или по весу 0,45-1300 = 585 кг/л3.

0,74(1+-2)

Расход песка 585-2=1170 кг/л*.

Расход сурика на 1 м3 раствора 585-0,05= 29,25 кг/л*.

Расход воздухововлекающей добавки ГК 585-0,03=17,55 Ktfi

165. Абсолютный объем раствора 1-0,42+1+3-0,55+4-ОЛ +7-0,24=7,15.

Коэффициент выхода раствора

р Ш о,8.

Р 1+-1 + 3+-4 Расход цемента на 1 м* раствора

-г-;, •; ; , ' ". ' =0.14 л3 или по весу 0,14-1300= 182ка/^

0,8(1+-1+-3 + 4)

Расход известкового теста 0,14 м3/м3.

Расход молотого песка 0,14-3=0,42 м3/м3.

Расход песка 0,14-4=0,56 м3/м3.

Расход гидрофобизирующей добавки 182-0,03= 5,46 кг/м3. Охры было добавлено в раствор 182-0,10=18,2 кг/м3.

Расход воды В= (Уц+Ущв + Уп. м+ Vn)0,24= (0,14+0,14+0l4 +0,56) -0,24= 0,302 м3 или 302 л/м3.

166. Расход цемента на 1 я3 песка определяетси по формі

/?р1000 100-1000

q я, ■ ” ■* з» — «в 285 кг или 28511200 * 0.237

0,7/?„ 0,7-500

Расход глиняного теста на 1 м3 песка определяется по эмпя ской формуле Qr«=Q,17(l—0,002-285) =0,073 я3 илн 0,073- = 109,5 кг н 1 я* песка весит 1300 кг.

Состав раствора на 1 я3 песка по весу цемента 285 кг; глии теста 109,5 кг; песка 1300 кг с 3% ной влажностью.

Воды в песке 1300 0,03= 39 кг воды, а сухого песка 1300— 39= 1261 кг.

Номинальный состав раствора 1 : 0,4 : 4,4 (цемента : глиняного теста : песка) по весу.

167. Сумма составных частей раствора 1+0,31 + 4,3=*5,61.

100

Расход цемента ——--I = 17,8 л или 17,8-1,2=21,36 кг иа замес.

5,61

100

Расход глиняного теста——-0,31 = 5,52 л или 5,52-1,5=8,28 кг.

5,61

100

Расход песка • -4.3 = 76.54 л или 76,54-1,3 = 99,5 кг.

5,Ы

Расход воды определяется приближенно по эмпирической формуле, а затем проверяется в лаборатории иа пробном замесе. В=0,65Х X (Qh+Огл) =0,65(21,36+ 8.28) = 19,27 кг (л) (Q„ и Qra соответст­венно количество цемента н глиняного теста).

168. Абсолютный объем цементно-известкового раствора 1 + 1 + +6(1—0,40) =5,6.

5,6

Коэффициент выхода раствора Р = —-— = 0,7.

в

Расход цемента

о~У7Г'7~1 TV-0-178 ■** илн 0.178.1200 = 214 кг/ж*.

и.7 (1 -+ і -+ о)

Расход известкового теста по объему 0,178 м3 или $178-1400= = 249 кг/м1.

Расход песка 0,178-6=1,068 м5 или 1,068-1500=1602 т/м*.

Расход воды (214 +249)-0,5 = 231 л/м*.

При замене известкового теста подмыльным щелоком с концент­рацией омыленных жирных кислот 1,5% для раствора М 50 нужно ввести 3,7 л подмыльного щелока (см. приложение 9) иа 100 кг це­мента.

Тогда абсолютный объем цементно-песчаного раствора будет 1+6(1—0,40) =4,6.

4,6

Выход раствора Р = —-— = 0,66.

Расход цемента

‘X. - =0,216 мз или 0.216.1200 - 259 кг/Ж 0.66(1-+6)

Расход песка 0,216-6=1,296 м* или 1,296-1500=1944 кг/м*.

Расход воды 259-0,5= 129,5 л.

259-3.7 „ „

Расход подмыльного щелока ——^ь =9,5 кг/м*

Правильность расчета добавки подмыльного щелока проверяете* пробными замесами. Необходимо, чтобы отношение объемных весов растворных смесей одного и того же состава и одинаковой пластич­ности с подмыльиым щелоком и беа негр быдо бф и? ниже 0,94.

169. Определяем прочность смешанного вяжущего вещества fu* ментно-известкового)

500

-=285 kzjCM2.

1 + 1.5 + 0,5

Ц+Д

При В/Ц=1,3, т. е. Ц/В=0,77, —-— = 1,15 прочность раствор

В

Яр=0,25-285(1,15—0,4) =53,4 кГ/см2.

Марка раствора 50.

Определяем прочность цементно-глнняного вяжущего:

500

ЯСм = = 200 кГ/cjfi.

см 1 +1.5-1

Ц+Д

При В/Ц= 1,3, т. е. Ц/В=0,77,—-—=1,54, прочность раствор

В

Яр=0,25 • 200(1,54—0,4) =57 кГ/см2, следовательно, марка раствор ра 50. Аналогично определяем прочность цементно-известкового рас* твора 53,4 кГ/см2, цементно-глиняного — 57 кГ/см2.

170. Определяем расход цемента на 1 м3 песка по формуле (см, решение задачи 166)

Яр-1000

К2,

I 0,7Яц

где Яц, Яр — марка цемента и раствора;

0,7 — коэффициент при испытании цемента в растворе жест* кой консистенции.

50-1000 . „ , .

Q„ *= п ~ = -38 кг м

v“* 0,7-300

Объем пластификатора иа 1 я* песка

УдММЩі-о-оогОц,)*».

где Qm — расход вяжущего иа 1 м3, кг;

Уд=0,17(1—0,002-238) =0,089 м3 или 0,089-1400=125 кг/м3. Расход воды иа 1 л3 песка

QB = 0,65(QUj + Рд) = 0,65(238 + 125) = 236 л/мК

Расчетом получен расход материалов иа 1 м3 раствора: цемё та — 238 кг/м3; глиняного теста — 125 кг/м3, т. е. всего вяжущ#:

236

363 кг/м3, воды 236 л/м3 или В/В = — = 0,65.

ООО

Количество песка иа 1 ж3 1480—(363 + 236) =881 кг/м3 нли со* 238 125 881

иошеиие по весу: — « ^ ^ . т. е. 18 0,53 : 3,7 при В/В =0,1

Расход воды окончательно уточняется пробным замесом.

171. Количество цемента на 1000 л раствора будет:

100 л — 116 /сг 1000-116

х =---------------- =--- 1160 кг.

1000 а — х 100

Количество молотого песка 1160-0,25 = 290 кг/л3, воды 1160 0,45= =522 л/м3.

172. Состав раствора 1 : 4 по весу.

Абсолютный объем огнеупорного раствора 1+4(1—0,32) =3,72. Коэффициент выхода раствора

3,72

3= —1—— — 0,74.

1+4

Расход цемента на 100 л раствора: 1 • 100

= 27,0 кг.

0,74(1 + 4)

Расход шамога 27,0-4=108,0 кг.

Расход 0,1%-ной ССБ будет 27-0,01=0,27 кг.

Расход огнеупорной глины сухой (27+108)-0,06 = 8,1 кг.

Расход глиняного молока с объемным весом 1,3 кг/м3 нужно взять (см. приложение 10) 8100 : 480=17 л; из них воды будет 0,82-17= 13,94 л.

Расход воды 20 л—13,94 « 6 л.

Состав раствора проверяется в лаборатории на пластичность. Пластичность регулируется водой.

173. Расход материалов на 1 л3 раствора — фаизола подсчиты­вается следующим образом.

7-2200

Количество крупной фракции наполнителя: — Q ~ -1 = 1235,96 кг;

12|40

3-2200

мелкой фракции наполнителя — ■— = 529,7 кг;

12,46

2-2200

мономера ФА ———те— = 353 кг;

12,46

0,4-2200

огвердителя БСК —г'"';,.— = 70,63 кг;

12,46

0,06-2200

ацетона ------------------- = 10,59 кг

___________ 12,46_________________

Итого. . . 220,01 кг/м3,

174. С учетом брака 2% нужно приготовить: кирпичей 10000-1,02=10 200 шт.; пустотелых камней 1000-1,02=1020 шт.

10 200 кирпичей будут иметь объем 10 200-2,5-1,2-0,65=19,89 .и3 и вес 19,89-1800 = 35 802 кг.

1020 пустотелых камня будут иметь объем вместе с пустотами 1020-2,5-1,2-1,38 = 4,223 л3, вес 4,223-1350= 5701 кг.

Вес кирпичей и камней 35 802+5701 =41 503 кг.

Вес глины 41 503-1,15-1,10 = 53 501 кг.

Объем глины 53 501 : 1700=31,5 и3.

tjj

175. Вес глины после обжига 5000: 1,1 : 1,08= 4209 кг. Объём 1000 шт. кирпича 1000-2,5-І,2-0,65=1950 дм9 или 1,95 м3. 1000 Щтр кирпича объемным весом 1750 кг/м* весит 1750-1,95 =3412 жа| Из 4209 кг обожженной глины можно получить кирпичей с объемный

4209

весом 1750 кг/м3: -^^--1000 = 1230 шт. t

176. Вес 1000 шт. обыкновенного кирпича с объемом 1,95 Jftj 1,95-1800=3510 кг.

При пористом кирпиче этот вес уменьшится на 3510—1,95><; X1000= 1560 кг.

Для уменьшения веса необходимо в кирпиче создать дополнив

1800 — юоо Л

тельный объем пустот------- —тт------ = 0,444 м3.

1800 ,74

Эти пустоты создаются после выгорания опилок во время обжиг*; кирпича. Следовательно, дополнительный объем пустот нужно запоДУ НиТь опилками в количестве 0,444 - 300=133,2 кг на каждые 1000 tfflri кирпича. . 7

177. Объем 1000 шт. плиток 1000-1,5-1,5-0,13 = 292 дм3; 5 дм3*і

0,2925-2520 „Лв „ 3

=0,2925 м3. Вес 1000 шт. плиток без пор -------------- —г------ = 708,7 кг, -5

1104 (j-

Вес глииы 708,7 • 1,15=815 кг. ;jj

178. Согласно ГОСТ 530—54* кирпич по пределу прочно#* прн сжатии можно отнести к М 150, по пределу прочности при нэп? бе тоже М 150, но кирпич по внешнему виду ие удовлетвориет Трё* бованиям ГОСТ 530—54 *, так как по ГОСТу общее количество кнйк пича с отклонениями, превышающими установленные нормы, допуо* кается не более 5%. Партия кирпича приемке не подлежит соглаоМ ГОСТ 530-54 * п. 17а.

179. Вес 1000 шт. силикатных кирпичей составляет G= (10003Й X0.25-ai2-0.065)-1750= 3412,5 кг, где 0,2; 0,12 и 0,065 — размер! кирпича, м.

При влажности кирпича 6% вес сухого кирпича можно Опред$$ лить из уравнения

б? х + 0,066?] = О;

О 3412,5 От = —— = , ■ - = 3219 кг.

1 1,06 1,06

Содержание СаО 3219-0,085= 273 кг.

Расход негашеной извести, содержащей 80% СаО, 273:1 =324 кг.

18

Расход воды иа гашение извести 273- ~Т~ =87,6 кг.

5v

Расход сухого песка 3219—342—87,6 =2789 кг. Расход влажного песка 2789-1,04=2900 ка. 180. На нагревание 1000 шт. кирпичей с 10 до 75° затрачиваема 1000-3,35-0,20(75—10) =43 560 ккал. На нагревание и испарение аоЩ % сырнв 1000-3,36(0,20—0,10) -[(75—1 ОН-5381—202 005 ккал. Всего затрачивается 43 550+202 005=245 555 ккал. С учетом 30% потери тепла, полный расход тепла Q будет; Q-S45 555+0,3 Q*350 793 ккал. 350793

Расход условного топлива а 50 к*

181. Определяем долю цемента от общего количества вяжущего

К ш — —~— =-------------------------- = 0,48;

а + Ь 1 + 1.1

а 1.1

доля извести Ки — —гг— , , ,-: = 0.52.

Л т о 1 - f - і, 1

Расход цемента Ц=0,9-• Уов. сух-0,28=0,9 • 0,48 • 700 • 0,28= = 86 кг/м3 (0,9 — коэффициент, учитывающий химически связанную воду в газобетоне).

Расход извести с активностью 70% на 1 м3 газобетона

О. ЭАСиУоб. сухО, 28 0,9-0.52-700-0,28

И ■=----------------------------------- =----------------------------------- = 131 кг/мs.

0,70 0,70 '

Расход молотого песка на 1 м3 газобетона Пм=0,72-0,9-700= =453 кг/м3.

Расход воды определяется опытным путем, для чего делается три замеса с водотвердыми отношениями 0,48, 0,46 и 0,44, тогда рас­ходы воды будут следующие:

В - —Щ+И+П*) =0,48(83+131+453) =320 л/м3;

В-0,46(83+131+453) —307 л/м*-,

В—0,44 (83+131 +453) —293 л/ж*.

В

Для нашего примера наиболее удачным оказалось 0,48 или В=320 л/м3.

Определяем абсолютный объем, занимаемый цементом, известью, молотым песком и водой перед вспучиванием:

TOC o "1-5" h z 83 453

V.---27* Р, м = — =17 л;

131

= 1^= 320 ж

Общий объем V—660 л.

Расход алюминиевой пудры иа 1 м3 газобетона

1000 — V 1000 — 660 . .

*.0,208 **/лЛ

Коэффициент вспучивания гааиветонной смеси — 1000:вв0—

— 1.51,

182. Принимаем сумму весов цемента и молотого песка за X, ■

18*

тогда, исходя из условия задачи, вес воды будет равен, а сумма

18*

весов цемента и молотого песка ^'+-^^-=600; *=508 кг; вес воды

600—508 = 92 л. Определяем весовое содержание цемента и молотого песка, исходя из удельного веса составляющих и их весов. По уело», вию задачи количество цемента и количество молотого песка отно-' сятся как 1: 1, тогда

<?ц Ои 3,10“ 2.60'

Вес цемента принимаем равным К, тогда

Y 508 — К 1574.8

3,10 2,60 ’ ~ 5.7

Вес молотого песка 508—276=232 кг.

3,1+2,6

Удельный вес пенобетона ---------------- = 2,85.

0,600

Плотность ■ — • 100 = 21,05 %. '

*,оО

Пористость 100—21,05 = 78,95%.

183. Определяем расход тепла в запарочном котле, складываю­щийся из следующих потерь:

1. Потери тепла с выгружаемым кирпичом: загружаемый кирпич имеет температуру 20°, а выгружаемый — температуру 100°; кирпичи 11000 шт., вес каждого 3,6 кг, коэффициент теплоемкости сырого кирпича е=*0,25;

Qi = 11 000 • 3,6 (100—20) • 0,25 = 79 200 ккал.

2. Потери тепла через стенки котла во время запарки; разность температур внутри и снаружи котла 170“—20°= 150°. Площадь охлаж­дения котла

TOC o "1-5" h z я£» / 2

F = ndl + 2—-— = 3,14-2^20 + 2—132 мР.

Общее термическое сопротивление изоляции

„ „ 0,01 0,02 0,004 „

А» бш = 0,5 + Л + ---------------------- = 0,26

o6W 0,10 0,30 0,08

(0,5 — сопротивление воздуха).

Потери тепла за 10 ч запарки

10-132.150

Ог =-------------------- — 761 500 ккал.

0,26

3. Потери с выпуском пара при разгрузке котла; объем котлів я № 3,14-4

Объемный вес насыщенного пара при давлении 8 atu составляет

4,11 кг/м3. Теплоемкость водяного пара 0,45. Q»=62,8-4,11 {(538+ + 1(100'—40)+ (170—100)0,45]= 162 400 ккал, где 538 — скрытая теп­лота парообразования.

Общий расход тепла на 11 000 шт. кирпичей равен 792 + 761 500+ + 162 400=1 716 000 ккал.

При к. п. д. котла 70%, дополнительных потерях 50% и тепло­творной способности топлива (угля) 7000 ккал/кг расход топлива на 1000 шт. кирпичей будет

1 716000-1,5

------------------ = 47 кг.

11-0,70-7000

184. Высота заливки формы определяется по формуле

(1 +0,15) Лф (1+0,15)-40

h =-------------------- =-------------------- = 30 см,

/Св. с 1.51

где Квс — коэффициент вспучивания смеси.

Высота заливки формы 30 см при наличии высоты формы 40 см, тогда для заливки одной формы требуется массы:

Ум= 1,00-0,50-0,30 = 0,15 лЗ;

Ц = 86-0,15 = 12,90 кг;

И = 131-0,15= 19,65 кг;

Пм = 453-0,15 = 67,95 кг;

В = 320-0,15 = 48,0 кг или л;

Ра = 0,295-0,15 = 0,044 кг;

Всего... 148,09 кг.

185. Подсчитываем, какое количество глинозема и кремнезема в % связывается химически с Na20 в плагиаклазе.

Подсчитываем сумму молекулярных весов

Na20-Al 203-6Si02 62 102 360

2,56% Na20 связывает:

360 100

S102 £.56-— = 38,01%; А12Оа 2,56-—=-4,20%.

Молекулярный вес слюды:

4Mg0-Na20-2Al203-6Si0r2H20

160+ 62 + 204+ 360 + 36

2,36% MgO связывает:

Остается) SiOa-* 55,48—38,1—5,316=12,07%,

А1203 = 20,50— 4,20 — 2,99= 13,31%.

Оставшийся глинозем входит в состав каолинита: Al203-2Si02-2H20;

120+160+36=316.

На 13,31% оставшегося глинозема приходится:

Si02 13,31-^ = 17,7%; Н20 13,31-^ = 3.99%.

Содержание каолинита 13,31 + 17,7 + 3,99= 35,0%.

Таким образом, свободного кремнезема нет.

186. Определяем пустотиость опилок в единице объема

П = і _Mi = і 0,60.

У обЛ

Определяем расход гипса иа 1 м3 сухих опилок при коэффициен­те заполнения гипсовым тестом пустот в опилках, равным 0,60,

0,60-1000 0,60-1000

Г° = —---------- - = ————-=438 кг/мъ опилок.

2/7+ ~Г~

1000

Расход гипса на 1 м3 гипсобетона Г =

1 11 В

+ + г Y Уоб.2 Г

Коэффициент П определяется по формуле П = = —— = О.'б?^

IQ 438

1000

тогда расход гнпса Г =--------------------------- = 369 кг/м*.

«•37+7ГТ+‘

0,5

Расход сухнх опилок на 1 м3 гипсобетона О = Г ■ ГІ = 369 ■ 0,' =247 кг/м3.

Расход воды В = Г ■ В/Г=369 • 1 = 369 л/м3.

Объемный вес гипсобетона после затворения

А=Г+0+В=369+247 + 369= 985 кг/м3.

Объемный вес гипсобетона в плитах при 10% влажности. Пр*( твердении гипс присоединяет воды по химической реакции

CaSO4-0.5H2O+ 1.5Н20 = CaS04-2H20 146+27

369-18,61 ™

Для химической реакции требуется воды------ “— = 69 л.

1,00

Тогда объемный вес гипсобетона в абсолютно сухом состоянии, будет 369+247+69=685 кг/м3, с 10%-ной влажностью—692 кг/м3. Прочность гипсобетона определяем по формуле

— — 0,б

"'м іг^ г0'7'Чт^Ь37'г/"’'

где k — коэффициент, зависящий от размера форм, в которых гото­вятся образцы для испытания, и от вида заполнителей; k—0,7 (легкий заполнитель и формы размером 7x7x7 см); А — активность гипса;

Г

—-—— гипсоводное отношение по весу;

В

Гі

— гипсоводное отношение по весу для теста нормальной густо-

Ві

ты высбкопрочиого гипса.

187. Объем 150 м2 гипсошлаковых плит составляет 150-0,1 = = 15 м3.

На 1 м3 гипса требуется 2-0,6= 1,2 м3 шлака, тогда получится 1 + 1,2 = 2,2 м3 гипсошлака.

2,2

Следовательно, коэффициент выхода материала 3 = ■■ -—=0,73.

1 “Т* *

Расход материалов иа 15 м3 гипсошлака:

гипса —' ---------------- =6,85 м3 или 6,85-700 = 4795 кг;

0,73(1+2)

шлака 2-6,85 = 13,7 м3;

воды 0,5-4795 = 2397,5 л.

188. При твердении гипса по реакции

CaSO4-0,5 Н20 + 1.5 Н20 = CaS04-2H,0 145 + 27-172.

27

Гипс химически присоединяет воды 100= 18,62% от веса гипса.

Если обозначить объемный вес пеногипса в сухом состоянии через Уоб и расход гипса на 1 м3 пеногипса через Г, то можно написать формулу

18,62 „

откуда

1,186

Объемный вес пеногипса при 8% влажности уОб. а=Уоб+0,08уОб>* =600.

600

откуда у0б = -—= 555,5 кг/л<з.

1 , Оо

555 5

Расход гипса Г =—777 = 467 кг/м3.

1,186

189. Момент сопротивления плоского листа шириной 6=1 м к толщиной 6=0,55 см

Ш 100-0,552 „

Wі = —— =-------- = 5 см3.

6 6

Временное сопротивление изгибу

м, чА

АИЗГ.1

Wx 8HV

где qx — равномерно распределенная нагрузка на 1 ж2 кровли;

1 —- расстояние между обрешетками.

Момент сопротивления волнистого листа шириной 1 м

П72 = 3,8 X

TOC o "1-5" h z (10+2,6-0.55>(2+0,55)3—(10-2,6.0,55X2-0.55)3 г ■

Х--------------------------- (2--- +"о",55) 10 = 24*5 СЛЗ<

М* чА

D - л2

изг'2 W1 8Г2 ’

При одинаковой прочности материала листов должно существо^ вать равенство:

Чі Чгі

тх ~sw2’

qT /2475 F „

/'І-'Ч/ - Т-7П-2'Ш"

Расстояние между обрешетками может быть увеличено прибли* зительно в 2 раза.

190. Выделим по длине трубы 1 см. і]

Труба разорвалась по двум продольным разрезам, имеющий! каждый площадь 6=2,5-1=2,5 см2.

На каждую сторону приходится разрывающая сила, вычисляемая при помощи интегрирования суммы проекций на вертикальную ось давлений, приходящихся на >/ч кольца (см. рис. 6), а имеиио я=рз)пфгйф (так как прн малых углах длина дуги равна rd<p);

N = J р sin <frd<f =— (р cos <р/")02 = рг;

25

N — 4 -^-;= 50 кг.

Предел прочности при растяжении

50

о = — = 20 кГІсмї.

2,5

191. В трубе предел прочности при разрыве составляет: pd 10-30

2- а ~ 2-4

где р'— внутреннее давление в трубе; а — толщина стенки в трубе; d — диаметр трубы.

192. Предел прочности при изгибе асбесто цементных плит вы­числяют по формуле

3 Р1 ЗР-ЗО

°изг= — или 240=——------------ —; Р = 34 кГ;

изг 2 ЬШ 240-0,42

Pj = 0,5 Р; Pi = 0,5-34= 17 кГ.

193. Предел прочности при изгибе для черепицы

3 PI 3-70-30 п

аиаг =--------- =--------------- — =141 кГ СМ2.

г 2Ш 2.15,5-1,22

200 — 186

194. Усадка при сушке — -100 = 7%.

200 — 180

Общая усадка (воздушная и огневая) ——-100 10% ,

Огневая усадка 10—7=3%.

195. Определяем объемный вес (насыпной) керамзитового гра­вия, полученного в производственных условиях по формуле лабора­тории Г лавмоспромстройматериалы:

Yo6.o = К • Уоб = 0 ■ 86 ■ 530 = 455 кГ 1мз.

Эта формула дает величины объемного веса керамзитового гравия с точностью до ±50 кг/ж3.

196. Разрушающая нагрузка 40-10=400 кГ. Предел прочное™

3-400-20

при изгибе 0изг=у;12і2 6іб.^- = 22.6кГ/с*.

197. 1. Для камерной сушилки емкость всех сушильных камер 10-10-3-13- (20—3) =66 300 шт.

Производительность сушилки

66300-24 „

= 26 540 шт./сут.

60

66300-24-365

60

2. Для туннельной сушилки 12-7-6- 20 - (15— I) = 141 120 шт. Производительность сушилки

114120-24 _ „

-= 114120^шт./сут.

24 114 120-24-365

= 51,5 млн. шт./год.

24

198. Максимальное давление

2006Д Р = —-— кГ]смї,

^ВН

где 6 — минимально допускаемая толщина стенки трубы, мм;

R — допускаемое напряжение при испытании, кГ/мм2; по ГОСТу равным 20 кГ/мм2.

Для трубы с Двн=300 мм и толщиной стенки 6=25 мм макси - 200-25-20

мальное давление р — —------------- = 333 кГммР.

200-30-20 „ „

Для трубы с ДВн=400 мм и 6=30 мм р=——=300 кГ/мм2.

200-41-20 „

Для трубы с Два=600 мм и 6=41 мм р———=273 кГмм'1.

199. Количество черепицы на 1 ж2, если одна черепица имеет кроющую полезную площадь 0,16-0,155= 0,0248 м2, 1 : 0,0248=40 шт.

На 10 м2 черепицы потребуется 10-40= 400 шт.

Вес кровли из черепицы в насыщенном водой состоянии, т. е. максимальный 65-10=650 кг на 10 м2 кровли. Минимальный вес кровли из черепицы в сухое время года 650: 1,08= 602 кг.

200. Сравнительная экономическая эффективность производства силикатного кирпича

(20—14) +0,17(58—40) +0,17-0,17-40,0(1,5—1) =9,64 руб./тыс. шт.

2Ї)І. Экономическая эффективность применения Шлакопемзовых панелей в строительстве

Эс.„ = 0,205[0.45 (8,5 + 0.17-14,0)+ 2,35 (1,02+ 0,17-2,8) +

+ 0,30 (0,065 + 0,17-0,4) — 0,35 (0,275-12,78 + 0.17-27,6) +

+ 1,25 (0,74+ 0,17-1,65)+ 0,035 (110,0+ 0,17-250.0) +

+ 0,165 (0,065+0,17-0,4)]+(7,0,0,205—13,5-0,35)+0,7 (3,9.0,205— — 1,45-0,35)+ (41,0-0,205 — 4,0-0,35) = 2,7 руб/мз.

202. В растворе хлористого магния содержится 0,71 + 0,665

--------------- .116 = 27,38кг; воды 116-1,26 = 146,2 кг.

В растворе железного купороса содержится 0,15 - 110 =,16,5 кг; воды 110—16,5=93,5 л.

Вес сухих материалов в составе фибролита иа 1 м3 120+20+ + 27,4+16,5=363,9 кг.

Вес 1 м3 фибролита с влажностью 18% 363,9-1,18=429 кг.

203. 1. Ориентировочно определяют расход материалов для опыт­ных замесов по Инструкции по изготовлению изделий из легких бето­нов на естественных пористых заполнителях.

Расход цемента (по табл. 4. прилож. 25) принимаем 300 кг.

2. Определяем ориентировочный суммарный расход заполните­лей 30 по табл. 2 прнлож. 25.

Суммарный расход 30 = 1,55 м3 и доля песка в смеси

0,60 + 0,45 л г - — = 0,52.

3. Определяем количество песка на 1 м3 бетона: по объему П=г • 30=0,52 • 1,55=0,81 ж3,

по весу П=г-30 об. п=0,81 • 120=7970 кг.

4. Определяем расход щебня на 1 м3 бетона: по объему Щ = ЗО — П = 1,55—0,81 =0,74 ж3, по весу ІД= (ЗО —П) ов. п=0,74-1800 = 1332 кг.

5. Расход воды по табл. 3 принимаем 270 л, тогда состав проб­ного замеса будет

Ц = 300-0,01 = 3,0 кг; Щ = 1332-0,01 = 13,32 кг;

П = 970-0,01 =9,7 кг; В = 270-0,01 = 2,7 л.

6. Зная объемный вес смеси, который определяется в лаборато­рии, и равный 1800 кг/см3, рассчитываем расход материалов по весу

Ц + П+Щ + В = 3,0 + 9,7+ 13,32 + 2,7= 8,72 кг;

„ 3-1800

расход цемента Ц = - = 189 кг/м*

о 172

„ 9,7-1800 гло

расход песка П= —— — 508 кг/м3;

28,72

13,32-1800

расход щебня Щ =----------------------- _0 = 835 кг/м3;

28,72

2,7-1800

расход воды В = - — - = 169 л/м3.

28 (72

204. Экономическая эффективность производства и применен*» совелитовых плит и гипсоперлитовых скорлуп Эг и=0,07 (22+ 0,4+- +7)~0,08(16 + 0,30 + 3,6) =0,46 руб. *

В переводе иа 1 м3 гипсоперлитовых скорлуп экономия составит 0,46 : 0 : 08 = 5,75 руб.

205. Для решения задачи необходимо воспользоваться даниымш! приведенными в приложении 26, 27. В строительстве чаще всего прім меняют битум марок BH-1V, БН-V и БН-УК. 3

206. В холодном климате может быть применена марка битум* БН-IV и ниже, в умеренном и жарком климате — БН-V и БН-УК[»

207. Для кровли — рубероид или бризол. Для гидроизоляции ца*1 колей — толь. Для приклеивания рубероида между собой и основа* нием следует применять мастику только на основе битума, а для при*' клеивания толя — на основе дегтя.

208. Холодные битумные мастики имеют составы: битума — 40%; наполнителя—12%, асбеста — 8%, масла солярового — 40%. Разба­вителями мастики могут быть бензин, лигроин, керосин, зеленое мас­ло и т. д. (табл. 46, 47).

Горячие битумные мастики имеют состав: нефтяной битум пылевидный или волокнистый наполнитель, а дегтевые мастиква деготь, пек, пылевидный или волокнистый наполнитель. .]

Эффект склеивания битумных и дегтевых мастик заключаете* в сближении частиц битума или дегтя после охлаждения или в рее* зультате испарения растворителя.

Составные части холодных битумных мастик

Битум нефтяной БН-У.............................

Зеленое масло.........................................

Асбестовое волокно УІ—УИ сортов

Известь-пушонка.....................................

Олеиновая кислота.................................

209. В соответствии с данными СНиПа следует, что состав пасты может быть: битума Б=50%, эмульгатора Э = 10 %, воды В=40%, тогда для приготовления 350 кг пасты необходимо:

„ 50-350

Б==1м~ = 175 кг;

10-350

Э = — = 35 кг;

„ 40-350

в = - w=140 *г-

210. В соответствии с данными, приведенными в табл. 48, рубе­роид имеет марку РБ 420, толь — ТП 300.

211. Приклеивающие мастики для рубероида согласно СНиПа (ч. I, разд. В, гл. 25) имеют состав: битума 70—90%, наполнителя 30—10%. Принимая для задачи количество битума—80% и для на­полнителя— 20%, на 1000 кг мастики необходимо:

80-1000 5=1 100 = кг:

20-1000

Н“-Ї55--М0'“-

212. Решается аналогично задаче 211.

2,6 — 1,85

213. Пустотность заполнителя V= = 0,288.

Объем асфальтовой мастики 0,288-1,25=0,36 м3, т. е. на один объем заполнителей приходится 0,36 объема мастики, а на 1,85 в. ч. заполнителей придется 0,36-2,21=0,765 в. ч. мастнки.

Отсюда состав раствора по весу 0,756 : 1,85; 1 : 2,45.

1 85

После перемешивания объем раствора + 0,36 = 1,07;

расход материалов на 1 м3 раствора будет следующим:

асфальтовой мастики — 0,336 м2 или 336.2,1 = 706 кг;

смеси заполнителей = 0,93 л<3 или 930-1 *1,85 = 1720 кг;

в том числе песка 1720-0,4= 688 кг; гравия 1720-0,6=1032 кг. 7—3840 169

Объемный вес раствора 706+1720— 2426 кг/м3.

Содержание битума в асфальтовой мастике 0,16-706=113 кг или

113

по отношению к весу раствора - — . ■ • 100 = 4,7% .

2426

214. Для заполнения 1 м3 асфальтобетона за вычетом 3% пустот потребуется материалов 1—0,03 = 0,97 ж3.

Пустотность щебня Ущ, песка Уп и асфальтового порошка 77а соответственно составляет 0,45; 0,35; 0,32.

В плотной смеси количество составляющих с учетом добавки битума Б будет

TOC o "1-5" h z 0,97 = Уш.0,55 + Уп-0,65-+Уд-0,68+Б. (1)

Далее составляем систему уравнений по следующим условиям: пустоты в щебне с избытком в 25% заполняют песком, асфаль­товым порошком и битумом

1.25-0,45Ущ = VV0.65 +Уа-0,68 + Б; (2)

пустоты в песке с избытком 25% заполняют асфальтовым порош­ком и битумом

1,25-0,35У„ = Уа-0,68 + Б; (3)

пустоты в асфальтовом порошке — битумом с избытком 25%

1,25- 0,32Уа = Б. (4)

Решая совместно уравнения (2) и (1) получим 0,97= Ущ-0,55+ + 1,25-0,45 Ущ, отсюда Ущ=0,87ж3.

Решая совместно уравнения (2) и (3), получим 1,25-0,45-0,87= = 0,65 Уп +1,25-0,35 Ущ; Ущ=0,45 ж3;

Решая совместно уравнения (3) и (4), получим 1,25-0,35-0,45= = Уа• 0,68+Уа-0,40; Уа=0,18ж3.

Решая уравнение (4), получим Б =0,072 ж3.

Весовой расход материалов на 1 ж3 бетона будет:

Щ = 0,87.0,55-2620= 1250 кг; П= 0,45-0,65-2620 = 770 кг.

С учетом добавки битума 3% будем иметь:

Щ= 1250-0,97= 1210 кг; П = 770-0,97 = 750 кг;

А = 0,18-0,68-2200 = 269 кг; Б = 72 + 0,03 (1250 + 750) = 132 кг.

Объемный вес бетона 120 + 750+ 269+132= 1360 кг/м3.

Общер содержание битума в бетоне 132 + 0,09-269=156 кг, что

156 п

по отношению к весу асфальтобетона составит д^Пі-ІОО =6,6%.

2360

Весовой состав бетона следующий:

„ . „ „ 132 269 750 1210

Б! АШїЩ!—— или 1*2,04:5,68 * 9,16.

132 132 132 132

215. Для обеспечения требуемой температуры размягчения опыт­ным путем подбирают соотношение между пеком и антраценовым маслом В табл. 49 приведено несколько таких соотношений.

Содержание пека в составленном дегте можно определить по табл. 49 интерполяцией:

х — 75 35—24

80—75 — 39—24 ’ Х~-78'7%’

т. е. пека — 78,7%, антраценового масла — 21,3%.

В наполненном дегте берется на 100 в. ч. составленного дегтя 60 в. ч. золы.

2,70—1,99

Пустотность смеси заполнителей V = = 0,26

или 26%.

Объемный вес наполненного дегтя

100-1150 + 60.2650 ,

Vnfi п =------------------------- = 1660 кг м3.

100 + 60 ‘

Количество дегтя на 100 в. ч. заполнителя

264^2 =2б в ч >

Тоб. з 1,99

где k — коэффициент заполнения пустот; &=1,20.

Определяем состав дегтебетона:

26

наполненного дегтя —гг ГГ -100 = 20,6%;

100 + 26

смеси заполнителей —2б"'^^ = 79,4%;

79,4

нз них песка "j^p60 = 30%; щебня — 49,4%.

Состав наполненного дегтя:

100

составленного дегтя: —гг гг-100 = 62,5% от веса дегте-

100 + 60

бетона — или 62,5% -0,206= 12,9%;

золы ——-.100=37,5% от веса дегтебетона или 37,5 0,206 = 100+60

-7,7%.

Составленный деготь содержит:

21,3-12,9

антраценового масла ----- —-------- = 2,8 от веса дегтебетона;

78,7-12,9

пека ~---------- =10,1% от веса дегтебетона.

Состав дегтебетона: антраценового масла — 2,8%; пека—10,1%; золы —7,7%; песка — 30%; щебня — 49,4% или 1 : 3,6 : 2,75 : 10,7 : 17,7.

Далее производят расчет потребного количества материалов для любых объемов дегтебетона.

216. При решении задачи использовать указания к задаче № 215.

217. Оптимальная дозировка мастики должна дать наиболее плотную смесь наполнителей.

0,8-0,916 0,20-0,916

Плотность 1 л первой смеси ------------------------- —-------- + г~т = 0,373.

0,5-І,118 0,5-1 Л18

Плотность 1 л второй смеси ■——---------- + —“------ —---- 0,467.

2,, О До

0,4*1,11 0,6*1,11

Плотность 1 л третьей смеси —----------- 4- —тт------ =--- 0,463.

2,5 2,о

Вторая смесь наиболее плотная, а потому она и должна быть применена для приготовления мастикн.

218. Мастика МБК-Г-75 составляется из 80 в. ч. битума и 20 в. ч. комбинированного наполнителя.

219. Если обозначить: Т — теплостойкость мастики; Т и Т2 — температура размягчения битумов БН-V и БНД-130/200, то процент­ное содержание битума БН-V вычислим из соотношения (см табл. 34).

TOC o "1-5" h z Т* 7* 85 40

БН-V = -^ = —=--=90%; БНД-130/200 = 10%.

Т| — / 2 90 — 40

220. Содержание более высокоплавкого битума будет равно

Т — Т2 40—25 15

Б —----------- =-------------- —------- Ю = 60%,

1 г, — Т2 50—25 25

Б2 = 100 — 60 = 40% .

221. Требуемое количество дегтя в сплаве (Д) можно определить по эмпирической формуле

1,75

где Тп — температура размягчения пека;

7"м — требуемая теплостойкость мастики.

222. Расчет состава мелкозернистого асфальтобетона произво­дится по методу проф. Рыбьева:

1. Определение расчетной нагрузки Р для максимального движе­ния транспорта 2000 маш./сут.=250 маш. Іч, с удельным давлением р=б,5 кГ/см*. Время торможения 1,5—2 сек

! + ■§■) “6.5^1+^ = 19.5 кГ/сл<2,

где а — коэффициент, зависящий от иремеии торможения; а=0,8; Е — коэффициент бокового расширения асфальтобетона; при тем­пературе 50°, толщине покрытия 4 см £=0,4.

Таким образом, заданная прочность £20=40 к Г/см2 обеспечит движение транспорта.

2. Расчет асфальтобетона.

Количество песка по расчету заполнения объема пустот

2L=*&Z..v.2Las ІА6.0.38 = 0.46. у Yoe. m У 1.36

Опытным путем определяется комплексный показатель л, учи­тывающий характер уплотнения смеси и адгезионные свойства мате­риалов

я N271

■та

0,73,

*№) *£3)

Б/П

где R*—марка вяжущего;

R — предел прочности при сжатии по экспериментальным дан­ным; при Б/П=0,25 R=87,7 кГ[см2.

Определяется Б/П в искомом асфальтобетоне

Б Б* п /~R 0.73/І27 „

— =— 1/ —=0,151/ — = 0,72,

П П у #т у 40

Б*

где —~— соответствует марке вяжущего;

/?т—заданная прочность асфальтобетона, £т = 40 кГ/см2. Определяется содержание вяжущего вещества в асфальтобетоне опытны и путем: изготовляется несколько смесей с различными В+П

Б х

и —= const = 0,72 и при —= const = 0,46.

П у

После испытания контрольных образцов при температуре 20" строится график и выбирается Б + П, соответствующее заданному £ао=40 кГ/см2.

В нашем примере Б + П=12,5%, отсюда расход состава асфаль­тобетона; битума 5%; минерального порошка 7,5%; песка 28,0%; щеб­ня 59,5%,

3. Изготовляются контрольные образцы, показатели которых сравниваются с заданными в нашем примере:

^2о=40 кГ/см2; /?5о= 10,5 к Г/см2-, водостойкость 0,93%; водонасы - щение 0,67% объема; объемный вес уоб=2,38 /сг/л.

223. Полимеризация этилена идет по следующему уравнению:

п (СН2 •— СН2> -> (— СН2—)fi'

Полиэтилен применяется в строительстве для изготовления труб, пленок для гидроизоляции, санитарно-технических изделий для водо­провода и канализации, различных емкостей и др.

Полимеризация стирола идет по уравнению

-СН—СН2—'

л(С6Н5—СН=СН2)-

Полистирол применяется в строительстве для изготовления обли­цовочных плиток, вентиляционных решеток, различных изделий (ванны, раковины, трубы) и др.

224. Фенольно-формальдегидная смола получается в результате взаимодействия фенола с формальдегидом в кислой среде по урав­нению

С^С—СНй—С—^>С—сн2—с^чс

иоволочная смола

Смолы применяют для изготовления различных элементов кон­струкций, деталей, несущих большие нагрузки (шкивы, зубчатые ко­леса и др.), облицовочных материалов, различных строительных от­делочных материалов.

225. Строение полисилоксановых смол в общем виде можно выразить формулой

OR OR OR OR

I I II - - Si—O—Si -

O—Si— О —Si — О ■

I I - I

OR OR OR

и T. Д.

OR

Полисилоксановые смолы относятся к классу кремнийорганиче - ских смол и применяются для получения термойстойких и водостой­ких материалов, а также для гидрофобной пропитки тканей, бетонов.

й2Ь. Средние значения предела прочности при окатии: органй - ческого стекла 2260 кГ/см2; стеклотекстолита 1585 кГІсм2.

227. Предел прочности при изгибе подсчитывают по формуле

•V7 _ о

°»*г=ШКГІСМ-

За конечные результаты принимаются средние значения из ре­зультатов испытания 3 образцов.

228. Удельную ударную вязкость подсчитывают по формуле

А

ап— — к Г • см[смї,

Ьп

где А—работа, затрачиваемая на разрушение образца, кГ-см;

Ь — ширина образца, см; h — толщина образца, см.

229. Для каждого образца подсчет модуля упругости производят по данным трех замеров, по формуле

Д Р1

Е! = —кГ! см*.

где ДР — приращение нагрузки, /сГ; і — база тензометра, см;

ДI — среднее арифметическое приращение деформаций, см;

F — площадь поперечного сечеиия образца, слР.

230. Пример для одного случая: предел прочности при растяжении

TOC o "1-5" h z Р 4,0

ог = —-=----------------------- =--- 2,0 кГІсм2.

F 0,125-20,0 1

Абсолютное удлинение Д/=/] — /()=400—100= 300 мм. Относительное удлинение

М 300

В = — -100 = — -100 = 300%.

/ 0 100

Результаты подсчетов представить в таблице.

231. При математической обработке результатов испытаний ме­тодом вариационной статистики пользуются следующей методикой:

1. Среднее арифметическое данного ряда наблюдений опреде­ляется по формуле

где 2N — сумма всех вариантов; п — число наблюдений.

где 2л:2 — сумма квадратов разности между среднеарифметическим данного ряда (М) и вариантом N.

В данной задаче 2х2, это разность между средним пределом прочности пленки с каждым в отдельности из вычисленных пределов прочности образцов пленки.

о

3. Средняя ошибка среднего арифметического т = ± -.—-.

У п

4. Величина предела прочности с учетом средней ошибки т=М±т.

5. Надежность результатов. Для суждения о надежности резуль­татов следует найти частное М/т. Чем больше частное, тем более надежны результаты. Если частное меньше трех, то результаты счи­таются недостоверными.

6. Точность наблюдений

т

Я =—-100%.

М

где Р — показатель точности наблюдений.

о

7. Вариационный коэффициент v= ± “ГГ-100%.

М

8. Количество образцов п, которые требуются для испытаний, чтобы получить результат с необходимой точностью Р, определяется

IP

по формуле л = ■

9. Нормативное сопротивление RH =М—2,25сг.

Все результаты подсчетов следует ввести в таблицу.

232. Решение данной задачи производят по методике, изложен­ной в предыдущих задачах.

233. Определение коэффициента водостойкости производят путем деления полученного значения предела прочности после увлажнения на первоначальное значение предела прочности

759

например, Кв — ^ггг = 0,32 или 32% и т. д.

2380

234. Предел прочности клеевого шва определяют по формуле:

Р

т= — кГ/см2,

где Р — разрушающая нагрузка, кГ;

F — площадь клеевого шва, см.

235. При построении графиков обратить внимание на выбор мас­штабов.

236. Ё рассматриваемом йрймере деталь изго+ойляе+ся Из йолй - амида и весит в 5 раз меньше стальной, так как удельный вес ста­ли 7,8, а полиамида 1,55, а коэффициент использования полиамида 0,9 против 0,6 у стали. Срок службы полиамидной втулки на 15% меньше срока службы стальной.

Следовательно, 1 т полиамида заменяет 6,4 т стали. Исходя из этого ведут все дальнейшие расчеты экономической эффективности (снижения капитальных затрат, себестоимости и др.).

237. Используя указания, данные в предыдущей задаче, коэффи­циент взаимозаменяемости подсчитывают по формуле

5700 5 0,9

—-гб:-=8,5

1000 ' 1 ‘0,6

Следовательно, 1 г поливинилхлорида может заменить 8,5 г стали.

238. Коэффициент конструктивного качества получается от деле­ния прочности материала на его объемный вес (табл. 50)

ккк = —

Уоб

ККК для: дюралюминия (алюминиевого сплава) составляет

4500 : 2800= 1,61, древесины 350 : 500=0,7 и т. д.

239. Материалы для полов подразделяются на три группы:

1. Рулонные линолеумы (по структуре): безосновные; с упроч­няющей основой; теплозвукоизолирующей основой; однослойные; многослойные и т. д.

2. Плиточные: квадратные, прямоугольные, фигурные; одноцвет­ные, многоцветные; гладкая или рифленая поверхность.

3. Бесшовные мастики — поливинилацетатные, полимерцемент-

иые.

В зависимости от вида применяемого полимера рулонные мате­риалы для полов подразделяются на глифтолевые (полиэфирные), поливинилхлоридные, коллоксилиновые, резиновые и др.

240. Влажность древесины выражают в процентах от веса сухой древесины и подсчитывают по формуле

Р — Ро W = 1 -100% =

где Рі — вес влажной древесины, г

Рг — вес сухой древесины.

241. Решение аналогично задаче № 240.

242. Для решения задачи следует воспользоваться диаграммой зависимости влажности древесины от температуры и относительной влажности воздуха (рис. 37) 117=14%.

243. Объемная усушка определяется по формуле

Коэффициент объемной усушки К ■■ (W — влажность древесины, %),

244. При №=30%, Х=0,32 ккал/м-ч-град.

245. По графику рис. 37 фактическая влажность сосновых досок при температуре 22° и влажности воздуха 50% составляет №=10,8%.

Прочность древесины при сжатии вдоль волокон при стандарт­ной влажности (15%) определяется при сжатии и при изгибе по сле­дующей формуле

«15= °wk+HW-20y,

где Оде.— предел прочности при сжатии вдоль волокон при влажно­сти образца в момент испытания; k — пересчетный коэффициент на влажность (см. табл. 51, 52);

Р — поправочное число на температуру; для дрейесйнЫ ели, пихты, сосны н кедра 0=2,5 кГ/см2; древесины обыкно­венной 0=3,5 кГ/см2 и древесины лиственницы н листвен­ных пород 0=4,5 кГ/см2.

При ориентировочном испытании допускается определение пре­дела прочности При сжатии вдоль волоком без определения влаж­ности. В этом случае испытание производится, но древесина должна иметь влажность 30% и более. Прн меиьшей влажности допускается ее увлажнение путем выдерживания в воде:

— ели, сосны, кедра, заболони сосны, березы — не менее 4 ч;

• лиственницы, ядра сосны, дуба и кольцесосудистых пород — не менее 20 ч.

246. При решении использовать указания, приведенные в задаче

245. Все полученные данные следует записать в таблице. При пост­роении графика обратить внимание иа выбор масштаба.

247. Задача решается по указаниям к задаче № 245.

Предел прочности прн сжатии при влажности 12% определяется по формуле

Р 3260 °12 — — = ТГТГ — 815 кГ/см

12 р 2-2 '

248. В полевых условиях определение объемного веса и предела прочности при сжатии вдоль волокон древесины хвойных пород в конструкциях и стволах деревьев может быть произведено после стрельбы пулей с принятием всех мер предосторожности. Прочность и объемный вес определяются по эмпирическим формулам нли графи­ку, приведенному иа рнс. 8 (винтовка ТОЗ-8 или ТОЗ-9). При глу­бине проникания пули (измеренной иглой) 51 мм, предел прочности при сжатии оказался равным 400 кг/см2, объемный вес 500 кг/м3.

249. Предел прочности при сжатии-, прн влажности 21%

1280

о12 = —— = 320 кГ/см2.

Предел прочности при сжатии при стандартной влажности о15 = 320-1,385 + 4,5 (18 — 20) = 443 кГ/см?.

443

ккк = ш = 0’65-

250. Предел прочности прн сжатии:

1560

при влажности 25% с25 = —= 390 кГ}см?

при влажности 15% <т15 = 390-1,660 + 3,5(23—20) =565,5 кГ/см2.

565,5

Коэффициент конструктивного качества ККК = ■ ■= 1,04.

536

251. Предел прочности при изгибе:

Р1 280-24 , „

при влажности 21% °21 =ТГГ — ,, ,,,, ' = 840 кГ[см2;

bn - 1-І2

при влажности 15% <т15=840-1,275+6(15—20) = 1040 кГ/см2.

252. Влажность образца древесины во время испытания

8,6 —8,0

—-100 = 7,5%.

Объемный вес древесины

Yo6 = 666 Г/сЖ

Предел прочности при сжатии при стандартной влажности ст,5=360-0,7+4,5 (28—20) =288 кГ/см2.

253. В полевых условиях для определения прочности древесины используют торцовый разрез, по которому определяют процент позд­

ней древесины и далее расчеты ведут с помощью эмпирических формул.

Процент поздней древесины на торцовых срезах подсчитывается путем измерения поздней зоны годовых слоев с точностью до 0,1 мм на расстоянии 15—20 мм (рис. 38).

Суммарную величину поздних зон древесины можно определить последовательным прикладыванием миллиметрового масштаба по всем зонам с соответствующей отметкой остро отточенным карандашом (см. рис. 9). Для лиственных кольцесосудистых пород со значительно развитой поздней древесиной (дуб, ясень) суммарная величина поздних

зон определяется путем применения изме­

рительной линейки н лупы.

После измерения каждого слоя оии складываются и делятся на общую длину, на которой производился замер толщни,

т = + f а+_дз:Ьл1±£5 ^ Щ - .100%.

Вычисление процента поздней древеси­ны производят с точностью до 1%.

Для хвойных пород (сосны, ели, лиственницы), у которых шири­на поздней зоны мало изменяется по годовым слоям, можно на ис­следуемом участке при помощи лупы измерить только один слой

поздней древесины, а затем определить число годовых слоев и

умножением вычислить общую суммарную величину ПОЗДНИХ ЗОИ исследуемой древесины.

Зависимость предела прочности древесины от процентного содер­жания поздней древесины выражается следующими формулами:

сжатие вдоль волокон

Оі5= б. Оот + 300 — для сосны;

Di5= 3,2т + 295 —для дуба;

поперечный изгиб

/?15= 14,0 + 560 —для сосны;

/?!5= 4,3 + 475 — для дуба.

254. а — четвертина, б — пластина, в — горбыль, г — необрезная доска, е — обрезная доска, д — обрезная доска с острым обзолом, ж — бруски, з — брус с обзолом.

255. Площади стен:

F1 = 6-3.2 = 36 84

/5, = —.3-2= 84 6

Площадь проемов составляет 120-0,18=22 м2.

Площадь, подлежащая покрытию огнезащитной краской 120— —22=98 м2.

Расход краски на покрытие 1050-98=102 000 г или 102 кг.

^ 2-6°

256. Потребность в растворе при полной пропитке D = - ^ = — 1,2 лг3,

так как раствор 3%-ный, то фтористого натрия потребуется 3-120Q

NaF =----------- .1,06 = 38,2 кг.

100

257. Количество раствора, необходимое для пропитки одной (600-20.4). 50

доски —------------------ = 2400 смг.

300-1000

Данным количеством раствора можно пропитать ------- 2400-------- =

=125 досок.

258. Водопоглощение при пропитке воздушносухой (20%-ной влажности) древесины.8=130—20=110%.

На 1 м3 древесины требуется раствора фтористого натрия, исхо­дя из пропитки только заболони 450-1,1-0,25=124 кг.

Так как применяется 3%-ный раствор фтористого натрия, то расход NaF на 1 м3 древесины составит 124-0,03 = 3,7 кг.

259. Спокойная сталь, когда раскисление проведено до конца и застывание металла происходит без выделения газа, в слитке имеет плотное и однородное строение.

Кипящая сталь получается при неполном раскислении жидкого металла. Часть газа остается в слитке, образуя газовые пузыри. Стоимость кипящей стали на 20—25% ниже, чем спокойной.

Полуспокойная сталь занимает промежуточное место между спокойной и кипящей сталями.

260. Фосфора не более 0,045%, серы не более 0,055% (ГОСТ 380—60).

261. Р205 + СаО -» Са0Р205

Р2О5 + 3FeO -> (FeO)3 Р205 (FeO)3 Р205 + 4СаО -> (Са0)4Р205 + 3FeO FeS + СаО => CaS + FeO FeS + Mn—>MnS + Fe MnS + CaO -> CaS + MnO

Сульфиды кальция удаляются в шлак.

262. Предел текучести огт = 22,7 кГ/мм2, предел прочности «л =38,7 кГ/мм2, относительное удлинение 6=27,4%, относительное сужение ф=46,0%.

По таблице из ГОСТ 380—60 (приложение 28) данная сталь соответствует марке Ст. З.

263. Предел текучести <тт = 95,5 кГ(мм2, предел прочности бв = = 104,5 кГ/мм2, относительное удлинение 6=15%, относительное су­жение ф = 55%.

Марка стали — 80 (приложение 29),

264. Площадь элемента определяется по справочнику (см. при­ложение 30) — 4050 мм2.

Предел текучести стали марки Ст. 3 (по ГОСТ см. приложе­ние 28) От =22 кГ/мм2.

Нагрузка, при которой появляются остаточные деформации

Рт = aTF = 22-4050 = 89100 лгГ.

265. См. учебники по строительным материалам.

266. Двутавровая балка № 36а имеет момент сопротивления wx =743 см3 (см. приложение 31). Примерно такой же момент сопротивления имеют два швеллера № 30 (приложение 30) ш=2-387,2=774,0 см3.

Но вес 1 м двутавра 48,6 кг, а двух швеллеров 2-31,8 =63,60 кг.

Следовательно, такая замена невыгодна, так как она вызывает перерасход металла иа 30%.

267. По таблице из ГОСТ 380—60 (приложение 28) определяют предел прочности при растяжении для углеродистых сталей: Ст. З— 45 кГ/мм2, Ст. 5—58 кГ/мм2. Зная эмпирическую зависимость твердо­сти металла от его прочности <т„=0,36 НВ, можно определить ориен­тировочную твердость металла по Брииеллю: Ст. 3—126 кГ/мм2,

ов 6

Ст. 5—161 кГ/мм2 и для хромоникелевой стали230 кГ/мм2.

268. Среднее значение отпечатков dcp = 5,12 мм. Число твердости по Бринеллю определяют по формуле

Р

НВ=— кГ/млС1,

где Р — нагрузка, кГ

F — площадь отпечатка, мм2.

F = 0,5яО (02— /02 —rf2).

3000

В нашей задаче F—22 мм2, а твердость НВ=-^-= 136 кГ/мм?.

Число твердости может быть определено по приложению 32 в зависимости от нагрузки, диаметра шарика и диаметра отпечатка.

После определения твердости стали вычисляют предел прочности при растяжении, пользуясь указаниями, данными в предыдущей за­даче. Для нашего случая предел прочности при растяжении будет: Ов = 0,36-136=48 кГ/мм2.

Марка стали по ГОСТ 380—60 (приложение 28) — Ст. 3.

269. По таблице из ГОСТ 380—60 (приложение 28) для задан­ных марок стали находят средние значения искомых величии и по ним строится график.

270. По приложениям 33, 32 определяют твердость по Брииеллю НВ = 88,7 кГ/мм2, соответственно <тв=0,36 НВ=0,36-88,7 = 32 кГ/мм2.

Следовательно, сталь имеет марку Ст. 1.

271. По приложению 34 определяют твердость стали по Брииел­лю НВ=219 кГ/мм2, соответственно, сгв = 0,36 НВ=0,36-219— = 78,5 кГ/мм2.

Следовательно, марка стали (см. приложение 28) — Ст. 7.

d 3 61

НВИ = НВЭ — =■ 133.“ = 156 кГ/мм-, dK 3,05

где НВз—твердость эталона для стали марки Ст. 3—133 кГ/мм2;

— диаметр отпечатка на эталоне, мм; du — диаметр отпечатка на испытуемом металле, мм.

Прочность при растяжении ов = 0,36 • 156=55,6 кГ/мм?. Марка стали (см. приложение 28) — Ст. 5.

273. Удельную ударную вязкость ап определяют по формуле

А 12,21 ап — — = —— = 15,2 кГ-м/смъ,

НТ V)О*I

где А—работа, затраченная иа разрушение образца, кГ-м;

Fнт — площадь поперечного сечення образца в месте надреза, см2.

274. Содержание 2% углерода соответствует максимальной растворимости углерода в у-железе при 1130°. Содержание цементита в чугуне больше, чем в сталях, и, кроме того, для белых чугунов характерно наличие ледебурита.

275. Для определения процентного содержания перлита и цемен­тита в железоуглеродистом сплаве исходят из того, что при содер­жании в сплаве углерода 0,83% перлита в нем будет 100%, а при содержании в сплаве углерода 6,67% цементита в нем будет— 100%. Таким образом, в нашей задаче для определения перлита и цементи­та достаточно составить пропорции:

0,83% С—100% П 100-0,27

0,27% С — хП 0,83

6,67% С —100% Ц 100-0,27

0,27% — хЦ 6,67 ~5’ °/о

276. Содержание углерода в стали с содержанием 50% перлита определяется из пропорции:

0,83% С —100% П „ 0,83-50.

х С—50% П *с iS--"0’415*

По рис. 39 определяем свойства стали: <тв=64 кГ/мм2; <гт = = 42 кГ/мм2; 6 = 17%; ф=42%; НВ=200.

По приложению 28 марка стали — Ст. 5.

277. По показателям твердости НВ строим диаграмму (рнс. 39). С повышением количества углерода увеличивается содержание в сплавах цементита, а следовательно, повышается и твердость. Уста­новленная закономерность нарушается при рассмотрении структуры серого чугуна, так как там обнаруживается наличие графита.

278. При решении задачи следует исходить из того, что в желе­зоуглеродистых сплавах имеется только феррит и цементит (Фи Ц), а все другие структуры являются комбинациями из феррита и цемен-

тита, Поэтому определяют только содержание цементита (см. зада­чу № 275), а феррита принимают по разности. Для нашего примера содержание феррита и цементита дано в табл. 53.

«АА, *0,‘

к Г /мм2 300 120

100

Рис. 39. Графики для определения ме­ханических свойств сталей в зависи­мости от содержания углерода

Диаграмма строится в соответствии с полученными данными.

Для арматуры может быть использована сталь с содержанием углерода— 0,15%-

279. По виду микроструктуры доэвтектоидных сталей можно определить примерное содержание углерода в них, а следовательно, и марку. Для этого определяют на микрофотографии площадь (тем­ный цвет), занятую перлитом (в % по отношению ко всей площади). Так, если перлит П занимает S всей площади микрофотографии,

„ 0.83S!

тогда содержание углерода будет С = — ~ ■■ % . з

По содержаний углерода в сіалй, пользуясь ГОСТом, можно Определить марку стали и установить ее механические характери­стики (см. решение задачи 276).

280. По микрофотографии вначале следует определить содержа­ние углерода по методике, указанной при решении задачи 275. За­тем по диаграмме железоуглеродистых сталей (рис. 40) (стальной угол) определить критические точки.

1 Н і І і і і ; і і і п fg, C О 10 20 30 40 50» 60 170 80 90 100 3

281. Для сталей с содержанием углерода 0,13% (по диаграмме рис. 40) Л 1=723°; Л3=840°, следовательно, температура нагрева будет 840 + 40 = 880°, время нагрева (1 мин на 1 мм) — 10 мин, время вы­держки (25% от времени нагрева) —2,5 мин, время охлаждения — 1 сек, охлаждающая среда — вода, температура низкого отпуска — 200°. В соответствии с полученными данными строится график тер­мической обработки стали (рис. 41).

282. См. учебники по строительным материалам.

283. Температура нагрева 810 + 40 — 850°.

Температура отпуска 450°.

Твердость стали после закалки более 600 кГ/мм2.

Структура стали после отпуска: троостит и сорбит отпуска (рис. 42).

Рис. 42. Прочностные и упругие характеристики стали после

отпуска

284. По химическому анализу отступлений от допускаемых норм по содержанию вредных примесей иет.

По микрофотографии ' определяется наличие крупнозернистой (видмаиштетовой) структуры, что свидетельствует о перегреве ста­ли при горячей обработке.

Для исправления дефекта структуры стали следует назначить термообработку: отжиг, т. е. нагрев детали до температуры Аа+40° и затем очень медленное охлаждение.

285. Для среднеуглеродистой стали с содержанием углерода 0,2—0,4% следует назначить температуру нагрева для закалки 820°+ +40°=860°. Время иагрева 15 мин, время выдержки 4 мин. Отпуск для средиеуглеродистых сталей — высокий (600°). Структура — сор­бит отпуска. Пример построения графика дай на рис. 41.

286. Температура нагрева А3=800°+40°=840°.

Охлаждение на воздухе.

Микроструктура до термообработки: феррит и перлит.

Микроструктура после термообработки: сорбит отпуска.

287. Температура нагрева А3=830°+40°=870°.

Время нагрева 10 мин время выдержки 2,5 мин.

Отжиг — медленное охлаждение под слоем песка или вместе с печью.

288. Для решения использовать указания, данные к задачам 285, 286.

289. Составить сводную таблицу механических свойств сталей, используя приложения 28, 35.

Для каждой легирующей добавки определить ее влияние. На­пример, марганец — Г: повышает прочность, увеличивает ударную вязкость, расширяет область аустенита, увеличивает прокалнвае - мость, способствует раскислению, повышает сопротивление корро­зии и т. д.

290. См. решение задач 278, 279.

291. Арматурная сталь 30ХГ2С и 25Г2С (см. приложение 35) имеет предел текучести 6000 и 4000 кГ/см2. Натяжение арматуры про­изводится до напряжения 90% от предела текучести для стержневой арматуры. Усилия для стали 25Г2С

8-14-12

Я, = (4000-0,9)-------------- = 3508 кГ ~ 3,5 Т

4

для стали 30Г2С

3,14-12

Ят= (6000.0,9) —^----------- = 4212 4,2 Т.

292. Величину требуемого удлинения стержня при нагревании определяют по формуле

. , с0 ,

~д"

где (То — контролируемое предварительное напряжение в стержне, кГ/см?-,

/о— начальная длина стержня, см;

Е — модуль упругости арматурной стали, для Ст. 5 Е= =2 100 000 кГ/см2.

Для возмещения потерь при обжатии добавляют 10—20% от тре­буемого удлинения.

Для марки стали Ст. 5 предел текучести по ГОСТу составляет 2600 кГ/см2.

Требуемое удлинение

oqIq 2210.250

Дг =----- ■ = =0,26 см,

Е 2 100 000

о0 = 2600-0,85 = 2210 кГ/см?.

293. Использовать указания для решения задачи 291.

294. Для изготовления щек и шаров иужиа износостойкая сталь, хорошо сопротивляющаяся действию удара. Такой сталью может быть легированная сталь (см. приложение 36).

295. Составить по данным приложений 28, 35, 36, 37 сводные показатели свойств, удельного веса для различных составов и про­анализировать их.

296. Марка сплава по приложению 37—Д16Т (закалка, старение естественное или искусственное). К ней ближе всего по прочности подходит углеродистая сталь марки Ст. 3 в состоянии проката.

297. Сталь марки Ст. 6 с термообработкой: закалка и низкий отпуск.

298. Сталь марки УЮА или 85ХФ (см. приложение 36).

299. Диаметр электрода выбирается по формуле

S

<7 =------ + 1;

2 ’

где S — толщина свариваемого металла, мм; d — диаметр электрода (не более 12 мм).

300. При решении задачи следует воспользоваться формулой

QH = Fly,

где Q„ — вес наплавленного металла, г;

I — длина шва, см;

F — площадь поперечного сечеиия шва, см2; у — удельный вес металла, е/см3.

301. Из справочных данных известно, что из 1 кг карбида каль­ция образуется 250—300 л ацетилена, а соотношение кислорода к ацетилену принимается 1,14-1,2.

302. Для решения задачи использовать указания к задаче № 273.

303. Укрывистость для краски малярной консистенции опреде­ляется по формуле

У =—.10 000,

F

где а — количество состава малярной консистенции, израсходован­ного на укрывание стеклянной пластинки, г;

F— укрываемая площадь пластинки, см2.

Для нашего случай укрывнс+ость Титановых белил будет 3

У = ^-10 000= 150 г/*2.

200 '

Укрывистость титановых белил, считая на сухой пигмент

а (100 — Ь) 3(100 — 45)

У = —— — ~ • Ю000 = 1 -10000 — 82,5 г/м?,

Д. 100 200-100 '

где b — процент олифы в составе малярной консистенции.

304. См. решение задачи 303.

305. См. решение задачи 303.

306. Маслоемкость пигмента вычисляется по формуле

ЮОду

М ==----------- ,

g

где а — количество масла, необходимое для насыщения пигмента, мл;

у — удельный вес масла, у=0,93; g — навеска пигмента, «=5 г.

100-0,35-0,93

Для титановых белил М =-------------- ------------- =6,51 мл/г,

„ 100-1,5-0,93

для ламповой сажи М =--------------------- = 27,8 мл/г.

5

307. Приведенные в задаче олифы, согласно ГОСТу можно отне­сти: I — натуральная льняная; II — натуральная конопляная; III — глифталевая.

308. Из 1 кг густотертой желтой краски получим готовой к упо­треблению 1,4 кг (1 кг густотертой желтой краски+ 0,4 кг олифы). Этим количеством готовой к употреблению краски можно окрасить 1400-180=7,7 м2.

309. Шпаклевка масляная будет состоять (по весу) из следующе­го количества компонентов:

18-3000

олифа-оксоль.......................................................... = 540 г

2-3000

клей животный сухой................................ ~--------- = 60 г

70,4-3000 mio

мел сухой молотый.................................... —-------- = 2112 г

100

0,8-3000

TOC o "1-5" h z мыло хозяйственное............................................... = 24 г

0,8-3000

сиккатив.................................................................. = 24 г

8-3000

вода............................................................ —-------- = 240 г

Всего.

310. Количество коллоксилниа на 5 т нитролака составит

8-5000 jAn ——— = 400 кг.

100

Коллоксилина с 30% спирта

100-400

——------ = 571,4 кг.

70

Остальных нелетучих компонентов потребуется:

дибутилфталата. . . . •........................... 400-0,5= 200 кг

эфира гарпиуса. .................................... 400-2 = 800 кг

Общее количество нелетучих составит:

коллоксилин оспиртованный............................ 571,0 кг

дибутилфталат 200,0 кг

эфир гарпиус...................... ................................ 800,0 кг

Всего. . . 1571 кг

Общее количество растворителей 5000—1571=3429 кг.

Весовое количество растворителей составит:

3429-15

бутилацетата................................ —~— = 514,35 кг

3429-15 Г1„

этилацетата............................................ —— = 514,35 кг

3429-10

ацетона........................................................ —.. = 342,9 кг

3429-25

бутилового спирта................................. ——— = 857,25 кг

1 ии

3429-35

толуола. . ............................................. ~— = 1260,15 кг

311. Количество материалов для 75 кг лака должно быть:

75-48.13 .

льняного масла...................................... ——=36,1 кг

75-5.35

древесного масла................................... ——=4,00 кг

.75-6,42

эфира гарпиуса............................. ——— = 4,81 кг

75-37.43

уайт-спирита.......................................... —— = 28,7 кг

75-2,67 п пп кобальтового сиккатива. . . —— = 2,00 кг

312. См. решение задачи 311.

313. Для приготовления политуры в количестве 25 кг необходимо спирта

25-89,9 „ 22,5

;22,5 кг или —г; = 23,7 л.

100 0,95

314. 10 кг краски состоит из 30% песка и 70% красочного соста - в а. В 10 кг сухой краски будет 3,0 кг песка.

69-7

Тогда белого портландцемента= 4,83 кг, извести-пушонки

*5'7 1 „г

— =1,°5 кг,

10'7 I'7

зеленого пигмента -^^- = 0,70 кг, стеарата кальция = = 0,07 кг,

3-7

хлористого кальция = 0,210 кг,

2-7

микроасбеста = 0,140 кг.

315. 1,8+2+0,4=4,2 в. ч. составляют 100%, тогда пигмеитиро-

1,8-100 „ 42,85-20

ванной эмульсии потребуется - ——--42,85% или

4,2 100

= 8,57 кг;

белого портландцемента

2-100 47,62-20

-jy=47'62°/o или ------------------- Ї55---- =9,52 кг,

растворителя

0,4,100 9,53-20

-=9,53% или ----------- —— = 1,906 кг;

4,2 100

керосина в растворителе 1,906 : 5 = 0,381 кг.

316. См. решение задачи 315.

317. Подсчитываем количество материалов в 100 кг цементно - перхлорвинилов. ой краски:

пигментированной эмульсии

44-100 Tod = *г:

портландцемента белого — 50 кг; растворителя — 6 кг; всего — 100 кг.

В 44 кг пигментированной эмульсии содержится:

68-44

лака перхлорвиннлового = 29,92 кг;

14-44 „ „

3%-ного раствора мыла в воде ■ =6,16 кг;

18-44

пигмента минерального ------------ = 7,92 кг.

Ґ 100

В 6 кг растворителя содержится:

6-80

керосина в растворителе ~Jqq"==4,80 кг; сольвента 6 — 4,80= 1,20 кг.

Перхлорвиниловой смолы в составе лака содержится

29-92-15

100 «=4,458 кг.

318. Подсчитываем количество материалов, содержащихся в 500 кг белой эмалевой краски:

500-47,2

белила цинковые------------ —— = 236,0 кг;

500-44,7 лака ——=*=223,5 кг;

500-8,1 олифы —— = 40,5 кг.

Всего: 500 кг

Для приготовления 223,5 кг лака потребуется материалов; 223,5-21,8

масла касторового --------------------- =48,723 кг;

100

223,5-21,8 ,

масла подсолнечного = 48,723 кг;

223 5-21 8

эфира гарпиуса -------- —'—= 48,723 кг;

223,5-3,24

окнсн алюминия г =7,242 кг;

100

223,5-1,32

цинка металлического ----------- —------- = 2,У50 кг;

223,5-8,72

сиккатива кобальтового ---------- “-------- =- 19,489 кг

223,5-21,32 уаит-спирита — = 47,650 кг.

Всего... 223,500 кг

319. См. решение задачи 318.

320. См. решение задачи 318.

321. См. решение задачи 318.

- ПРИЛОЖЕНИЯ

§ ПРИЛОЖЕНИЕ І

Расход основных строительных материалов по некоторым объектам жилищного и культурно-бытового

строительства