Основы технологии производства дсм
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
к выполнению контрольных работ по дисциплине «Основы технологии производства дорожно-строительных материалов»
для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» очной формы обучения
Тюмень,2010
Шабанова Т.Н., Юмина В.А. Основы технологии производства ДСМ. Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Основы технологии производства ДСМ» для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» очной формы обучения – Тюмень: РИЦ ГОУ ВПО ТюмГАСУ, 2010.- 16 с.
Методические указания разработаны на основании рабочих программ ГОУ ВПО ТюмГАСУ дисциплины «Основы технологии производства ДСМ» для студентов специальности 270205 «Автомобильные дороги и аэродромы» очной формы обучения. Методические указания содержат теоретический материал, контрольные задания, указания к выполнению контрольных работ, информационные и справочные данные.
Рецензент: Солонина В.А.
Тираж 100 экз.
© ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»
© Шабанова Т.Н., Юмина В.А.
Редакционно-издательский центр ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»
Введение
Приступая к выполнению задания, студент, пользуясь таблицей вариантов, определяет вопросы и задачи, которые он должен решить. Например, если учебный шифр студента 08-2011, то он, выполняя первое задание, должен ответить на вопросы и решить задачи: 1, 3, 4, 14, 23, 34, 51; выполняя второе задание - 2,11,21,34,41,42,46. каждое задание имеет свою порядковую нумерацию вопросов и задач (см. таблицу 1).
Таблица 1 – Таблица вариантов
Вариант (последняя цифра шифра) | ||
второго | ||
2,11,21,34,41,42,46 | ||
1,14,20,22,32,44,47 | ||
3,12,15,25,35,43,48 | ||
4,13,16,24,34,45,47 | ||
6,16,17,23,36,45,48 | ||
7,15,18,27,33,42,52 | ||
4,14,19,26,40,44,50 | ||
10,17,21,30,39,42,49 | ||
9,19,21,29,37,44,51 | ||
5,18,25,38,40,45,50 |
При решении задач контрольных заданий целесообразно внимательно ознакомиться с приложениями к настоящим методическим указаниям, где приведены таблицы и формулы, необходимые для выполнения всех заданий.
Второе задание
Второе задание выполняется после изучения разделов: цементный бетон и строительные растворы, изделия из пластических масс, материалы из древесины, органические вяжущие, асфальтобетон.
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ
1. Какие физико-химические процессы протекают при пропаривании известково-песчаных изделий в автоклаве и вследствие чего происходит дальнейшее нарастание прочности изделий после выгрузки их из автоклава? Приведите основные химические реакции этих процессов.
2. Приведите примеры асбестоцементных изделий, укажите их технические свойства и основы производства этих материалов.
3. Охарактеризуйте строительно-технические свойства силикатного кирпича и укажите на преимущества и недостатки его по сравнению с обычным глиняным кирпичом.
4. Укажите, от каких факторов зависит подвижность цементно-бетонной смеси и прочность бетона; как определяется подвижность пластичных и жестких бетонных смесей?
5. Изложите основные требования, предъявляемые к цементному бетону для дорожных покрытий и оснований.
6. Изложите необходимые меры по экономии цемента при изготовлении бетонов и изделий из них.
7. Что такое цементные бетоны, каковы их основные свойства и где они применяются в строительстве?
8. Охарактеризуйте основные технологические схемы производства сборного железобетона и укажите способы термообработки бетона на заводах железобетонных конструкций.
9. Что такое коррозия бетона и какие существуют меры для защиты бетона от коррозии?
10. Изложите классификацию легких бетонов и приведите технологическую схему производства газо- и пенобетонов.
11. Приведите примеры пористых заполнителей для легких бетонов; опишите технологическую схему производства керамзита и его важнейшие свойства.
12. Что такое предварительно напряженный железобетон и каковы его преимущества по сравнению с обычным железобетоном?
13. Дайте определение, что такое пластические массы и перечислите основные технические свойства пластмасс, применяемых в строительстве и эксплуатации дорог.
14. Дайте определение, что такое полимеры. Укажите свойства и применение полиэтилена, поливинилхлорида, полистирола, полиметилметакрилата.
15. Перечислите компоненты, входящие в состав пластмасс и поясните их назначение.
16. Укажите важнейшие недостатки строительных материалов из пластмасс и изложите сущность старения полимеров.
17. Изложите основу важнейших методов переработки пластмасс в изделия (экструзия, литье под давлением, горячее прессование).
18. В каких сечениях изучается строение древесины (изобразите эти сечения) и какие основные ее элементы можно различить в торцевом сечении невооруженным глазом или при малом увеличении?
19. Изложите положительные и отрицательные свойства древесины как строительного материала и укажите, как они изменяются при увлажнении древесины?
20. Перечислите важнейшие хвойные и лиственные породы древесины и опишите микростроение хвойных пород.
21. Каковы достоинства и недостатки древесины как строительного материала? Укажите на степень снижения ее качества от различных пороков. Приведите сортамент лесных материалов.
22. В каком виде может находиться влага в древесине? Что называется точкой насыщения волокон и в каких пределах колеблется ее величина для различных пород дерева?
23. Перечислите главнейшие ядровые, заболонные и спелодревесные породы дерева и опишите микроструктуру лиственных пород.
24. Приведите классификацию пороков древесных пород по группам и укажите, какие бывают виды сучков?
25. Приведите примеры наиболее доступных методов защиты деревянных конструкций от возгорания.
26. Дайте определение, что такое органические вяжущие вещества и приведите развернутую классификацию битумов.
27. Что называется битумом и каковы его основные свойства (цвет, плотность, растворимость, вязкость и пр.)? Укажите, какими основными показателями характеризуется качество битума?
28. Охарактеризуйте химический состав, структуру нефтяных битумов и назовите основные группы углеводородов, входящих в дорожные вязкие битумы.
29. Что такое жидкие битумы? Приведите марки жидких битумов, используемых в дорожном покрытии. Какие свойства жидких битумов позволяют отнести их к той или иной марке?
30. Что такое дорожные эмульсии и пасты? Для каких целей они используются? Укажите состав и свойства дорожных эмульсий и какова экономическая целесообразность применения их в дорожном строительстве.
31. Что такое природные битумы, каковы способы их получения и где эти битумы главным образом применяются?
32. Дайте определение, что такое асфальтовый бетон и воспроизведите классификацию асфальтовых бетонов по ГОСТ 9128-97.
33. Что такое холодные асфальтобетоны, сравните их с горячими. На каких вяжущих они изготавливаются?
34. Как контролируется качество асфальтобетонной смеси на заводе и на месте укладки? Как контролируется содержание битума в асфальтобетонной смеси?
35. Перечислите битумные и дегтевые кровельные и гидроизоляционные материалы, применяемые в строительстве.
36. Что представляют собой приклеивающие и покровные мастики рулонных кровельных материалов? Каковы их виды и марки?
37. Что такое герметики, для каких целей они применяются и какие имеются разновидности этих материалов?
38. Изобразите технологическую схему производства асфальтобетонной смеси для горячей укладки в смесителях с принудительным перемешиванием компонентов. Укажите назначение основного оборудования и параметры технологического режима на отдельных переделах.
39. Что такое сталь и каковы основные способы ее производства? Изложите сущность получения стали в мартеновских печах.
40. Укажите сущность и виды коррозии стали. Приведите примеры способов защиты стальных строительных конструкций от коррозии.
41. Сформулируйте, что называется красящей способностью пигмента и какое влияние на красящую способность оказывает тонкость помола.
42. Дайте определение, что такое маслоемкость, водоемкость и светостойкость пигмента.
43. Определить расход составляющих материалов на 1 м3 бетонной смеси с плотностью 2380 кг/м3, если известно, что производственный состав бетона по массе составляющих находится в соотношении 1:2:4, а водоцементное отношение В/Ц= 0,42.
44. Бетон на щебне с 7-дневным сроком твердения показал преде прочности на сжатие 20,0 МПа. Определить активность цемента, если водоцементное отношение В/Ц=0,4.
45. Образец стандартных размеров, вырезанный из древесины дуба, имеет массу 8,76 г и показал при сжатии вдоль волокон предел прочности равный 37,1 МПа. Найти влажность древесины дуба и предел прочности при 12%-ной влажности, если полностью высушенный такой же образец древесины дуба имеет массу 7,0 г.
46. Установить линейную и объемную усушку древесины, образец которой имел во влажном состоянии размер 20 х 20 х 30 мм, а после высушивания до нулевой влажности 17 х 17 х 28 мм.
47. У образца древесины линейная усушка в тангентальном направлении 15%, а радиальном 6,7%, объемная усушка 4%; первоначальная влажность 23%. Рассчитать коэффициенты линейной и объемной усушки.
48. Для изготовления холодной асфальтобетонной смеси израсходовано 120 т жидкого битума с вязкостью по стандартному вискозиметру С560 = 90 с. Сколько потребовалось керосина для разжижения вязкого битума, если с 16% керосина вязкость битума оказалась равной 115 с, а с 20% - 70 с?
49. Чтобы изготовить холодную асфальтобетонную смесь израсходовано 50 т жидкого битума с вязкостью по стандартному вискозиметру С560 = 110 с. Сколько понадобиться дизельного топлива для разжижения вязкого битума, если его смесь с 18% разжижителя имеет вязкость С560 = 69 с, а с 12% - 151 с?
50. Для изготовления 350 т дегтебетонной смеси ввели 6,2% дегтя вязкостью С1050=44 с. Сколько антраценового масла и пека в отдельности затрачено на изготовление дегтебетонной смеси, если при подборе состава дегтя заданной вязкости из этих компонентов вязкость по стандартному вискозиметру С1050 смеси с 30% антраценового масла составила 70 с., а с 40% масла – 35 с.?
51. Построить предельные кривые плотных смесей для мелкозернистого холодного плотного асфальтобетона типа Б с наибольшим размером зерен 10 мм и коэффициентами сбега 0,65 и 0,75.
52. Построить предельные кривые плотных смесей для мелкозернистого плотного горячего асфальтобетона типа Б с наибольшим размером зерен 25 мм и коэффициентами сбега 0,7 и 0,8.
Примеры решения задач.
Цементные бетоны.
Задача.
Требуется определить расход составляющих материалов на 1 м3 цементного бетона со средней плотностью 2200 кг/м3 при водоцементном отношении В/Ц=0,45 и номинальном составе по массе составляющих 1׃2,5׃4,5, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 5%, а гравия 3%, насыпная плотность песка – 1600 кг/м3, а гравия – 1550 кг/м3.
Решение: Сумма расходов составляющих 1 м3 бетона материалов (без учета влажности) есть средняя плотность
Ц+П+Г+В=ρб (-1)
если разделить обе части уравнения на расход цемента, получим:
отсюда ; ; Ц - расход цемента, кг;
- соответственно расходы песка и гравия по отношению к цементу;
- водоцементное отношение;
ρ – средняя плотность бетона кг/м3;
Вычисляем расход цемента в кг на 1 м3 бетона
Определяем расход песка, зная номинальный состав бетона по массе:
П=260∙2,5=653 кг
определяем расход гравия: Г=260∙4,5=1170 кг
определяем расход воды: В=260∙0,45=117 кг
Таким образом требуемый состав бетона в кг:
цемента…….260
песка……….653
гравия…….1170
воды………..117
всего………2200
Следовательно, средняя плотность бетона ρб=2200 кг/м3.
Поскольку песок и гравий содержат воду, то необходимо провести пересчет количества песка и гравия и уменьшить расход воды в бетонной смеси за счет воды, вводимой с заполнителями.
Расход песка с влажностью 5%:
П=653∙0,05+653=685,6 кг, в т.ч. воды 653∙0,05=32,6 кг.
Расход гравия с влажностью 3%:
Г=1170∙0,03+1170=1205,0 кг, в т.ч. воды 1170∙0,06=35,0 кг.
всего воды больше расчетного на 32,6+35,0=67,6 кг.
Для получения бетона с заданными параметрами (по подвижности и прочности) из увлажненных заполнителей необходимо уменьшить расчетное количество воды на 67,6 кг, т.е. В=117-67,6=49,4 кг.
Тогда полевой (рабочий) состав бетонной смеси выразится в кг :
цемента…….260
песка……….685,6
гравия…….1205,0
воды………..49,4
всего на 1 м 3 - 2200,0 кг
2. Задача. Для дорожных покрытий, устраиваемых бетоноукладочными машинами, используется бетон марки М350. Показатель подвижности бетонной смеси ОК=2…4 см. В смесь входят следующие материалы: Цемент активностью 40 МПа, истинной плотностью 3100 кг/м3, насыпной плотностью 1300 кг/м3. Песок кварцевый Мкр=2,0, истинной плотностью 2630 кг/м3, насыпной плотностью 1400 кг/м3. Щебень гранитный с предельной крупностью 40 мм, истинной плотностью2650 кг/м3, насыпной плотностью 1480 кг/м3 и пустотностью 44%. Каков состав бетона?
Решение: Принимаем значение коэффициента А=0,6 (заполнители рядовые, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10268-80, твердение бетона в естественных условиях). Определяем В/Ц из уравнения:
Имеем:
Принимаем В/Ц=0,5. Расход воды для заданной ОК с учетом свойств заполнителей (см. табл. 2.5.1.) составит:
Расход цемента
Расход щебня
Здесь α=1,42-(0,03.2)=1,36 (см. табл. 2.5.2.)
Расход песка
Предварительный состав бетона: Ц=370 кг/м3; Щ=1282 кг/м3; П=557 кг/м3; В=185 л. Рассчитанный состав уточняют, приготовляя пробные замесы и корректируя расход воды и цемента в соответствии с заданным показателем подвижности.
3. Задача. На 1 м3бетона расходуется цемента 320 кг, песка 560 кг, щебня 1350 кг и воды 180 л. Выразить состав бетона в виде соотношения между массами составляющих на единицу массы цемента и определить В/Ц.
Решение:
4. Задача. Найти расход материалов на 1 м3 бетона, если его состав по массе выражается соотношением 1:2:4 при В/Ц=0,5 и средней плотности бетонной смеси 2480 кг/м3.
Решение: Расход цемента на 1 м3 бетона
Ц=2480/(1+2+4+0,5)=330 кг.
Тогда расходы песка, щебня и воды: П=330 . 2=660 кг; Щ=330 . 4=1320 кг; В=330 . 0,5=165 л.
5. Задача. На 1 м3 бетона расходуется цемента 320 кг, песка 580 кг, щебня 1320 кг и воды 160 л. Насыпная плотность цемента 1300 кг/м3, песка 1450 кг/м3, щебня 1550 кг/м3. Установить коэффициент выхода бетона.
Решение: Коэффициент выхода
6. Задача. Определить расход материалов на один замес бетоносмесителя вместимостью 1200 л, если на 1 м3 бетона расходуется цемента 300 кг, песка 600 кг, щебня 1200 кг и воды 150 л. Насыпная плотность цемента 1300 кг/м3, песка 1400 кг/м3, щебня 1500 кг/м3.
Решение: Коэффициент выхода бетона
Расходы материалов на один замес бетоносмесителя
7. Задача. Определить класс бетона, если при испытании стандартных образцов-кубов в возрасте 7 суток нормального твердения получено среднее значение предела прочности при сжатии 228 кгс/см2.
Решение: Прочность бетона в возрасте 28 суток определяем, исходя из зависимости:
, где n=7
R28=
Соотношение между средней прочностью и классом бетона принимаем
Rсрб = В/0,778 (при нормативном коэффициенте вариации η=13,5%),
отсюда
Таким образом, класс бетона В30.