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=ρ_б (-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 ρ_б=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 М_кр=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/м^3, 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

R^ср_б = В/0,778 (при нормативном коэффициенте вариации η=13,5%),

отсюда

Таким образом, класс бетона В30.