Контрольные задания 1

 

После изучения вышеуказанных разделов курса студент выполняет первое контрольное задание. Контрольное задание состоит из двух задач и нескольких теоретических вопросов. Условия задач и теоретические вопросы переписывают и выполняют контрольное задание.

Вариант 1

Задачи:

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

2 Сколько получится известкового теста, содержащего 50 % воды, из 2 т изести-кипелки, имеющей активность 85 %?

Вопросы:

1 Каковы основные показатели дальнейшего улучшения производства строительных материалов?

2 Как меняются свойства строительных материалов (с примером) под воздействием атмосферных факторов?

3 Какие материалы называют огнеупорными? Область применения огнеупорных материалов;

4 Какие добавки вводятся в глины при изготовлении керамических изделий, и каково их назначение?

5 В чем существенное отличие производства глиняного кирпича способом пластического формования от полусухого прессования?

6 Что представляют собой магнезиальные вяжуще вещества, их свойства? В чем основное отличие каустического магнезита от каустического доломита?

7 Что такое глиноземистый цемент? Каков его химический состав, и какие основные химические реакции протекают при твердении цементного теста?

Вариант 2

Задачи:

1 Определить пористость горной породы, если известно, что ее водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощение по массе, а плотность твердого вещества равна 2,6 г/см³.

2 Определить пористость цементного камня при водоцементном отношении В/Ц = 0,6, если химически связанная вода составляет 16 % от массы цемента, плотность которого 3,1 г/см³.

Вопросы:

1 Охарактеризуйте технические свойства горных пород осадочного происхождения, применяемых в строительстве;

2 Перечислите имеющиеся разновидности красного кирпича, укажите основные требования к сырью для его производства;

3 Каковы составы и структура металлургических шлаков? Как получают и какими свойствами обладают штучные шлаковые изделия?

4 В каком виде и для каких целей применяют воздушную известь и строительный гипс в промышленности строительных материалов?

5 Какое сырье применяют для производства портландцемента, и по каким схемам технологического процесса получают этот материал?

Вариант З

Задачи:

1 Камневидный материал в виде образца кубической формы, ребро которого равно 6,5 см, в воздувшо-сухом состоянии имеет массу 495 г. Определить коэффициент теплопроводности (ориентировочный) и возможное наименование материала.

2 Определить пористость цементного камня при В/Ц = 0,62, если химически связанная вода составляет 21 % от массы цемента, плотность которого 3,1 г/см³.

Вопросы:

1 Каковы основные показатели дальнейшего увеличения производства полимеров и пластмасс в нашей стране;

2 Как изменяются свойства строительных материалов по мере их увлажнения. Приведите примеры;

3 Как образовались глины в природе, и каковы их основные минеральные компоненты?

4 Наличие, каких минералов в составе камня придает ему прочность при ударном воздействии нагрузки?

5 Что такое термозит, каковы его свойства и для каких целей применяется в строительстве? 6. Что представляет собой высокопрочный гипс?

Вариант 4

Задачи:

1 Масса образца камня в сухом состоянии 76 г. После насыщения образца водой его масса увеличилась до 79 г. Определить плотность и пористость камня, если водопоглощение по объему его составляет 8,2 %, а плотность твердого вещества равна 2,68 г/см³.

2 Определить выход сухой извести-кипелки из 20 т известняка, содержащего 8 % глинистых примесей.

Вопросы:

1 Решения партии и правительства по дальнейшему увеличению производства важнейших строительных материалов;

2 Приведите примеры гидравлических добавок и укажите их назначение;

3 В каком виде и для каких целей применяют гидравлическую известь и высокопрочный гипс в строительстве и промышленности строительных материалов?

4 Что служит сырьем и какова технология производства портландцемента (сухой способ)?

5 Какое влияние оказывает окружающая среда на твердение портландцементного теста и как ускорить процесс твердения искусственным способом?

Вариант 5

Задачи:

1 Сухой образец известняка при испытании на сопротивление сжатию разрушился при показании манометра 1000 атм. (100 МПа). Определить предел прочности при сжатии образца в насыщенном водой состоянии, если известно, что коэффициент размягчения равен 0,6, а площадь образца в 2 раза больше площади поршня гидравлического пресса.

2 Определить расход глины по массе и объему, необходимый для изготовления 1000 шт. красного обыкновенного кирпича при следующих данных: плотность кирпича 1750 кг/м ³ плотность сырой глины 1650 кг/м ³ влажность глины 13 %. При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8,5 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1 Развитие индустриального строительства в нашей стране и роль железобетона и других сборных конструкций;

2 Выпишите в таблицу главнейшие магматические (глубинные) породы, укажите их плотность, предел прочности при сжатии, минералогический состав и область применения в строительстве;

3 Как образовались глины в природе, и каковы их основные свойства?

4 Опишите технологию изготовления керамических плиток способом полусухого прессования;

5 Что такое глиноземистый цемент, какими свойствами он обладает и где применяется в строительстве?

6 Приведите химико-минералогический состав портландцемента и опишите основные процессы, протекающие при обжиге исходного сырья (шлама).

Вариант 6

Задачи:

1. Определить плотность каменного образца правильной формы, если на воздухе его масса равна 80 г. Масса образца, покрытого парафином, равна 80,75 г. При взвешивании парафинированного образца в воде получили 39 г. Плотность парафина принять равной 0,93 г/см³.

2. Сколько получится кирпича из 2,5 м³ глины, если плотность кирпича 1700 кг/м³ плотность сырой глины 1600 кг/м³, а влажность глины составляет 12%? При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1 Количественный рост производства цемента в нашей стране (в историческом аспекте);

2 Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния используемые для производства минеральных вяжущих материалов;

3 Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется в строительстве?

4 Понятие о термических свойствах глин и факторы, влияющие на них;

5 Что представляет собой магнезиальные вяжущие вещества и в чем их основное отличие от других вяжущих материалов?

6 Что такое портландцемент? Его химический состав и особенности технологии производства по сухому способу.

Вариант 7

Задачи:

1 Определить коэффициент размягчения камня, если при испытании образца в сухом состоянии на сжатие максимальное показание манометра пресса было равно 38,8 МПа, тогда как такой же образец в водонасыщенном состоянии показал на манометре 34,1 МПа.

2 Сколько получится красного кирпича из 2,5 м³ глины, если плотность кирпича составляет 1700 кг/м ³ сырой глины 1600 кг/м ³ влажность глины 12 %? При обжиге сырца в печи потери при прокаливании составляют 8 % от массы сухой глины.

Вопросы:

1 Решения партии и правительства по дальнейшему развитию промышленности строите материалов;

2 Какие технические свойства являются основными характеристиками качества строительных материалов?

3 Какие разновидности облицовочной керамики применяют в строительстве, какие требования предъявляют к исходной глине и добавкам к ней?

4 Что представляет собой строительное стекло, и какие сырьевые материалы применяют для его изготовления?

5 Какие существуют современные представления о соединениях, возникающих при гидратации портландцемента в процёссе твердения цементного теста?

6 Состав, свойства и область применения кислотостойких цементов.

Вариант 8

Задачи:

1 Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня В, если известно, что плотность твердого вещества обоих камней практически одинакова и составляет 2,72 г/см ³, но средняя плотность камня А на 20 % больше, чем камня В, у которого водопоглощение по объему в 1,8 раза больше поглощения по массе?

2 Определить по массе и объему количество известкового теста, имеющего 60 % воды и полученного из 2, т извести-кипелки, активность которой 88 %. Плотность теста 1420 кг/м³.

Вопросы:

1Что является определяющим при дальнейшем увеличении производства строительных материалов?

2 Что называется коэффициентом теплопроводности и от чего он зависит? Покажите на примерах влияния пористости и влажности на величину коэффициента теплопроводности;

3 К какому типу, и к какой группе горных пород относятся: гравий, кварцит, доломит, базальт, песок, известняк, мрамор?

4 Виды черепицы основные требования, предъявляемые к ним;

5 Приведите химико-минералогический состав нормального портландцемента и опишите основные процессы, протекающие при обжиге исходного сырья;

6 Опишите характерные свойства специальных портландцементов (гидрофобного, расширяющегося и пастифицированого).

Вариант 9

Задачи:

1 При стандартном испытании красного облицовочного кирпича на изгиб оказалось, что его предел прочности равен 3,53 МПа. Определите, какое показание манометра пресса соответствовало этому напряжению, если диаметр поршня у пресса был равен 9 см ²;

2 Сколько потребуется извести (кг) для добавления ее в оптимальном количестве к гипсовому тесту, чтобы замедлить начало его схватывания, если на изготовление его был израсходован весь строительный гипс, полученный из 1 т природного гипсового камня.

Вопросы:

1 Современный уровень производства основных строительных материалов в нашей стране;

2 Перечислите породы, состоящие в основном из карбонатов и сульфатов кальция и магния, применяющихся в строительстве и производстве строительных материалов;

3 Какой кирпич относится к легковесному, и в чем его преимущество перед обычным кирпичом?

4 Что происходит с глинами при их нагревании (подробно на примере каолина)?

5 Основные положения теории твердения вяжущих веществ, созданной акад. А. А. Байковым. Какие дополнения или изменения внесены в нее другими советскими учеными?

6 Что такое сульфатостойкий, дорожный и самонапрягающийся цементы?

Вариант 10

Задачи:

1 Определить пористость отвердевшего портландцемент теста (цементного камня), если известно, что воды содержалось 40 % по отношению к массе цемента (В/Ц=0,4), а количество химически связанной воды после отвердевания составило 15 % от массы цемента, т. е. В/Ц_св=0,15. Плотность портландцемента принять равной 3,1 г/см ³, а изменение объема при твердении цементного камня в расчетах не учитывать;

2 Определить плотность известкового теста, в котором содержится более 56 % воды (по массе), если плотность извести - пушонки равна 2,08 г/см ³.

Вопросы:

1 С чем связать план развития производству стекла?

2 Что такое выветривание горных пород, и какие существуют меры для защиты от выветривания камня в конструкциях?

3 Какие добавки, и для каких целей вводятся в глину при изготовлении керамических изделий?

4 Какие искусственные пористые заполнители получают из глины? Приведите одну из технологических схем производств;

5 Расскажите о разновидностях и производстве известковых вяжущих веществ. Их характеристика по ГОСТу;

6 Что представляет собой расширяющийся цемент и для чего он применяется в строительстве?

 

5 Методические указания (часть 2)

 

Бетоны

В настоящее время бетоны занимают пока ведущее положение среди материалов, применяемых в строительстве. Начало существенного развития производства железобетонных конструкций для строительства в бывшем Союзе относится к 1954 г. в связи с соответствующим постановлением Совета Министров СССР.

В настоящее время предприятия (заводы) сборных железобетонных изделий и конструкций выпускают всю необходимую номенклатуру изделий и конструкций как с обычной, так и с предварительно напряженной арматурой. Предварительное натяжение арматуры в железобетонных конструкциях осуществляется различными способами: натяжением высокопрочной проволоки или стержней до бетонирования с передачей силы натяжения на конструкции; установкой в конструкциях готовых предварительно напряженных элементов в виде балок, плит, струнобетонных досок и брусков; непрерывным армированием на поворотных столах или с помощью навивочных машин и станков, в частности при армировании типовых элементов конструкций (подкрановых балок, панелей, шпал и др.).

Наряду с натяжением арматуры механическим способом получает распространение метод электротермического натяжения. По этому способу прутья арматуры предварительно нагревают до получения необходимого удлинения, а затем устанавливают в упоры бортов формы. Остывая, они напрягаются. В настоящее время эффективным является способ самонапряжения с использованием для этого усилия, возникающего при расширении цементного камня в период отвердевания бетонов.

При производстве бетонных и железобетонных деталей и конструкций одной из важных является всемерное снижение расхода цемента и, следовательно, себе стоимости заводской продукции. Кроме общеизвестных основных мер экономии цемента в бетонах, указанных в специальных инструкциях и учебниках, в настоящее время возникли вопросы изменения технологии приготовления бетонов и растворов, которые должны повысить физико-механические свойства и существенно снизить удельный расход портландцемента на 1 м³ готовой продукции.

Отечественная и мировая наука о бетонах развивается в направлении создания высокопрочных бетонов, наибольшей экономичности бетона, уточнения теории и практики зимнего бетонирования, повышения коррозестойкости и долговечности бетона, создания новых видов бетона автоклавного твердения и максимального расширения выпуска легких и ячеистых бетонов. Развиваются работы по применению кислотоупорного и жаростойкого бетонов, внедрению жестких и сверхжестких бетонных смесей, максимальному использованию в технологии бетона доменных шлаков и агломерационньих зол, а также искусственных легких заполнителей, разработке новых и совершенствованию действующих технологических схем производства сборного железобетона, особенно крупнопанельных и других крупноразмерных деталей зданий и сооружений с помощью вибропрокатных станов, стационарных, в том числе герметизированных кассетных установок, виброштампования и т. п

В связи с развитием атомной промышленности проводятся работы по дальнейшему использованию бетона для защиты от радиации нейтронных излучений. Противоядерные свойства бетонов повышаются при применении очень крупных заполнителей при использовании заполнителей с большим количеством химически связанной воды, например лимонитов, серпентина, а также при введении в бетон добавок, имеющих большое поперечное сечение захвата нейтронов: соли бора, лития, кадмия и др.

К изучению данного раздела курса, посвященного бетонам и изделиям из них, следует приступать после усвоения предыдущих разделов, особенно раздела вяжущих неорганических веществ.

Вначале необходимо усвоить понятия «бетон» и «железобетон»; классификацию бетонов по плотности, виду вяжущего вещества и назначению, а также изучить основные технологические требования, предъявляемые к бетонам различного назначения.

На первом этапе изучения особенно важно знать способы определения прочностных показателей бетона и пластичности (подвижности) бетонной смеси. Особое внимание необходимо уделять выяснению закономерностей изменения прочности бетона и пластичности (подвижности) бетонной смеси. Эти закономерности лежат в основе расчета состава бетона заданной прочности. После этих вопросов можно перейти к изучению усадочных явлений в бетоне, характеристикам плотности, водонепроницаемости, морозостойкости, огнестойкости, жароупорности.

Расчет состава бетона производится во время лабораторных занятий, но принципы расчета необходимо уяснить при теоретической проработке курса. В настоящее время найдены обобщающее формулы прочности, применяемые для всех материалов, обладающих оптимальной структурой, сходкой с бетонами (т. е. конгломератным типом структуры). Они позволяют с достаточной степенью точности строить прогнозы о максимально возможной прочности бетона при использовании заданных исходных материалов и технологических условий.

Следует познакомиться с методами подбора составов бетона, отражающим современные способы производства сборных бетонных и железобетонных изделий, методами подбора составов пластичных и жестких бетонных смесей, пропариваемого бетона и т. д. Необходимо выяснить специфику подбора состава легких и ячеистых бетонов, а также проектирования состава с применением ЭВМ.

Необходимо четко разобраться в комплексе производственных факторов и влиянии их при формировании свойств бетонной смеси и бетонного монолита в процессе отдельных технологических операций. Необходимо знать принципиальную технологическую схему изготовления бетонной смеси и изделий из бетона и железобетона, температурные и влажностные условия ускоренного твердения бетона, в частности, контактного прогрева под полимерными пленками.

Далее следует рассмотреть технологические схемы производства сборного железобетона конвейерную, поточно-агрегатную и стендовую с выяснением разновидностей каждой схемы. Важно отметить, что в основе экономичного заводского производства железобетонных изделий лежит массовое производство стандартных изделий с ограниченным числом типоразмеров. Необходимо знать основные виды сборных железобетонных конструкций и деталей, применяемых в строительстве, в том числе пространственные тонкостенные элементы, укрупненные сборные конструкции, тонкие ребристые преднапряженные панели и т. п.

При устранении двух существующих недостатков, присущих обычным бетонам — большой массы и низкой теплоизоляции, большое развитие получили работы в области легких и ячеистых, в том числе и армированных бетонов. Следует разобраться в разновидностях этих бетонов и показать своеобразные стороны в теории прочности легких и ячеистых бетонов.

Завершающим этапом изучения раздела о бетонах являются вопросы технического прогресса в производстве и применении железобетонных конструкций и специальных бетонов. Общие сведения о специальных бетонах — жаростойких, гидротехнических, защитных от радиации, гипсобетонах.

Литература: [1, с. 162 —2561; [4,с. 107—180]

.

Вопросы для самопроверки

1 Основные области применения бетона и железобетона; 2 Основные направления по развитию производства бетонных и железобетонных конструкций для индивидуального строительства; 3 Из каких материалов изготовляют цементный бетон и железобетон? 4 Классификация бетонов по плотности; 5 Какие требования предъявляют к песку, идущему для приготовления бетона? 6 На какие группы делят песок по крупности зерна? 7 Как произвести выбор крупного заполнителя для бетонов разного назначения? 8 Какие требования предъявляют к крупному заполнителю? 9 Какую воду применяют для приготовления бетонной смеси? Требования, предъявляемые к воде для бетона; 10 Назовите основные свойства бетона; 11 Какие факторы влияют на прочность бетона? 12 Как определить подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси? Какие факторы влияют на эти свойства? 13 Воспроизведите схему расчета оптимального состава тяжелого бетона; 14 Как подсчитать расход материала на определенную емкость бетоносмесителя, зная номинальный состав бетона по массе? 15 Как осуществляется транспортирование бетонной смеси? 16 Какие применяют способы уплотнения бетонной смеси? 17 Что представляет собой бетонный завод, выпускающий товарный бетон? Основное оборудование и хозяйство такого завода; 18 В чем заключается контроль качества бетонной смеси и бетона? 19 Какие существуют методы ухода за бетоном в сооружении? 20 Влияние высоких положительных и низких отрицательных температур на твердение бетона; 21 Каким условиям должна удовлетворять бетонная смесь для зимних работ? 22 Какие существуют методы зимнего бетонирования? 23 Расскажите об усадочных явлениях, водопроницаемости, морозостойкости, огнестойкость бетона и его защитных свойствах от нейтронного излучения; 24 Каковы технологические и конструктивные меры защиты бетонных сооружений от коррозии? 25 Из каких основных технологических операций состоит процесс изготовления железобетонных изделий? 26 Какая арматура (металлическая и неметаллическая) применяется в железобетоне? Ее марки и основные характеристики; 27 Каковы пути снижения стоимости бетонных и железобетонных конструкций? 28 Расскажите о сущности предварительного напряжения арматуры в сборных железобетонных конструкциях? 29 Что такое армоцемент и для каких конструкций он применяется? 30 Каковы особенности перевозки и хранения железобетонных конструкций? 31 Разновидности легких бетонов; 32 Какие заполнители применяют для легких бетонов и требования, предъявляемые к ним? 33 Особенности расчета оптимального состава легких бетонов; 34 Изделия из легких бетонов и область их применения; 35 Что такое пенобетон и газобетон, область их применения; 36 Какие бетоны называют поризованными? Своеобразие в методе проектирования состава этих бетонов; 37 Что представляет собой самонапрягающийся железобетон?