От чего и как зависит теплопроводность строительных материалов?

2. Какие разновидности облицовочной керамики применяют в строительстве и какие требования предъявляют к сырьевым компонентам?

3. Состав, свойства и условия применения кислотостойких цементов?

Вариант 17

1. Водопоглощение по массе и объёму бетона соответственно равно 3,9 % и 8,6 %. Рассчитать общую пористость бетона при его истинной плотности 2,72 г/см³.

2. Сколько получится строительного гипса из 1 т гипсового камня, содержащего 8 % примесей?

3. По известному составу бетона (расходы материалов на 1 м³ бетона: цемента – 330 кг; воды – 180 л; песка – 730 кг и щебня – 1260 кг) определить расчётную плотность бетонной смеси; плотность затвердевшего бетона (если к этому времени провзаимодействовало с цементом 20 % воды от массы цемента) и пористость бетона, образовавшуюся вследствие потери избыточной воды затвердения.

Вопросы

1. Что представляет собой строительное стекло, какие сырьевые материалы применяют для его изготовления и как его получают?

2. Какие химические соединения возникают при гидратации портландцемента и как они влияют на свойства цементного камня?

3. Что такое класс бетона и его марка по прочности на сжатие? Каково соотношение между ними и от чего это соотношение зависит?

Вариант 18

1. Керамзитобетонная наружная стеновая панель размерами 3,1 х 2,8 х 0,25 м весит 2,25 т при влажности 13,2 %. Рассчитать среднюю плотность керамзитобетона во влажном и абсолютно сухом состоянии.

2. Рассчитать, сколько свободной извести Са(ОН)₂ выделится при гидратации 10 кг портландцемента (без активных минеральных добавок), содержащего 54 % С₃S и 22 % С₂S, если гидратация алита прошла на 65 %, а гидратация белита – на 10 %?

3. Определить пористость бетонов, полученных из смесей, водоцементное отношение в которых было 0,5 и 0,75, и содержащих одинаковое количество воды затворения – 180 л на 1 м³ бетона. Химически связалось цементом воды в бетонах 15 % от массы цемента.

Вопросы

1. Чем объясняется разрушающее действие на строительный материал воды и мороза, от чего зависит морозостойкость материала и чем характеризуется?

2. К какому типу и какой группе горных пород относятся гравий, кварцит, доломит, базальт, песок, известняк, мрамор?

3. Опишите основные свойства специальных цементов: гидрофобного и пластифицированного, расширяющегося и напрягающего.

Вариант 19

1. Бетонный кубик с размером ребра 20 см разрушился на гидравлическом прессе при показании манометра 12,5 МПа. Определить прочность бетона при сжатии, если диаметр поршня пресса равен 24 см.

2. Определить пористость цементного камня из пуццоланового портландцемента, если цементное тесто содержало 40 % воды (В/Ц=0,40). Количество химически связанной воды после затвердевания составило 12 % от массы цемента. Истинная плотность цемента 2,85 г/см³.

3. Определить расход материалов для получения 35 м³ бетона состава по массе 1 : 2 : 4,1 при В/Ц=0,6, если плотность бетонной смеси составляет 2310 кг/м³.

Вопросы

1. Назовите основные типы структур строительных материалов и охарактеризуйте их связь со свойствами материала.

2. Какие стеновые керамические изделия относятся к группе эффективных и в чём их преимущества по сравнению с обыкновенным кирпичом?

3. Раскройте сущность основного закона прочности бетона.

Вариант 20

1. Предел прочности при сжатии бетона, имеющего среднюю плотность 2300 кг/м³, равен 19,5 МПа. Какую прочность будет иметь бетон из тех же материалов, имеющий плотность 1800 кг/м³, если установлено, что при повышении пористости бетона на каждые 10 % прочность его снижается в среднем на 2,6 МПа. Истинную плотность бетона принять равной 2,7 г/см³.

2. Цемент при полной гидратации химически связывает 32 % воды от массы цемента. Определить пористость цементного камня из теста с водоцементным отношением В/Ц=0,35, если степень гидратации цемента составила 40 %. Истинная плотность цемента 3,1 г/см³.

3. Определить плотность и коэффициент выхода бетонной смеси состава 1 : 2 : 4,5 (по массе) при В/Ц=0,59, если на 1 м³ его расходуется 350 кг цемента, а насыпные плотности цемента, песка и щебня составляют соответственно 1,2 ; 1,58 и 1,46 т/м³.

Вопросы

1. Что происходит с глинами при нагревании (подробно)?

2. Какие существуют теории твердения портландцемента? Их основные положения.

3. Как влияет структура цементного бетона на его свойства?

Вариант 21

1. Сосновый брус сечением 10 х 20 см (толщина х высота) лежит на двух опорах, отстоящих друг от друга на 4 м. Посередине бруса к нему была приложена максимальная нагрузка 2,1 т, которая вызвала излом бруса. Рассчитать предел прочности бруса при изгибе.

2. Определить объём цементного теста нормальной густоты, полученный из 1 кг пуццоланового портландцемента. Истинная плотность цемента – 2,85 г/см³, водопотребность – 30 %.

3. Сколько тонн щебня необходимо взять для изготовления бетонного фундамента, имеющего размеры 10,0 х 1,5 х 0,6 м, если насыпная плотность щебня равна 1,42 т/м³, истинная плотность – 2,80 г/см³, а коэффициент раздвижки зёрен щебня – 1,25?

Вопросы

1. Что такое выветривание горных пород и какие существуют меры для защиты от выветривания каменных материалов?

2. Состав, свойства и области применения сульфатостойких и дорожных портландцементов?

3. Чем характеризуется и от чего зависит водонепроницаемость бетона?

Вариант 22

1. На кирпичный столб сечением 51 х 51 см приложена вертикальная сжимающая нагрузка 36 т. Прочность кирпича в сухом состоянии при сжатии 15 МПа, а предельно допустимая (по расчёту) нагрузка на единицу площади поперечного сечения столба не должна превышать 10 % прочности кирпича. Определить, выдержит ли, находясь в воде, столб указанную нагрузку. Коэффициент размягчения кирпича принять равным 0,84.

2. Сколько активной МgО будет содержаться в продукте обжига 10 т чистого доломита (диссоциацией СаСО₃ при заданном режиме обжига пренебречь)?

3. Определить плотность затвердевшего бетона, полученного из бетонной смеси состава по массе 1 : 1,9 : 3,8 при В/Ц=0,52 и плотностью 2380 кг/м³, если химически связанной с цементом воды в бетоне содержится 16 % от массы цемента.

Вопросы

1. Как влияет состав строительного материала на его свойства (с примерами)?

2. Какие добавки и для каких целей вводятся в глину при изготовлении керамических изделий?

3. Что такое цементная «бацилла» и какие существуют меры защиты от этого вида коррозии цементного камня?

Вариант 23

1. Кубик из газобетона с размером ребра 20 см погружён в воду. В первый момент, когда поглощением воды можно пренебречь, кубик плавает в воде, и высота его над уровнем воды составляет 6,5 см. Определить пористость газобетона, принимая его истинную плотность равной 2,79 г/см³.

2. Сколько каустического магнезита можно получить при обжиге 15 т природного магнезита, содержащего 8 % неразлагающихся примесей?

3. Какой маркой по прочности будет обладать бетон, изготовленный на портландцементе с активностью 43,5 МПа и рядовых заполнителях при водоцементном отношении 0,55?

Вопросы

1. Как влияют и почему размеры, форма образцов и условия испытания на прочность при сжатии строительных материалов?

2. Охарактеризуйте основные виды обработки природных каменных материалов.

3. Состав, свойства и области применения декоративных цементов?

Вариант 24

1. В мерный стеклянный цилиндр, содержащий 52 см³ керосина, всыпали 20,5 г тонкоизмельчённого строительного гипса. На какой отметке установится уровень керосина в цилиндре, если истинная плотность строительного гипса равна 2,70 г/см³.

2. Какое количество глиняного модульного кирпича можно получить из 1,5 м³ глины, если плотность кирпича 1300 кг/м³, плотность сырой глины 1620 кг/м³, а влажность глины составляет 15 %? Потери глины при прокаливании составляют 7,5 % от массы сухой глины.

3. Какой активности и марки должен быть портландцемент для получения бетона с прочностью в 7 – суточном возрасте 11,5 МПа на рядовых заполнителях при водоцементном отношении В/Ц=0,62.

Вопросы

1. Что такое коэффициент размягчения и коэффициент конструктивного качества строительных материалов? Какие свойства они характеризуют?

2. Какие существуют меры по повышению водостойкости гипсовых вяжущих?

3. Основные свойства тяжёлого бетона?

Вариант 25

1. Определить объём щебня, поступившего в ж.-д. полувагоне грузоподъёмностью 60 т, если насыпная плотность щебня равна 1420 кг/м³.

2. Рассчитать выход негашеной комовой извести из 8 т сухого известняка, содержащего 5 % примесей; сколько при этом будет получено извести – пушонки, если активность негашёной извести составила 85%, а влажность пушонки – 4 %.

3. Для приготовления бетона с прочностью в 14 – суточном возрасте 16,8 МПа применяется портландцемент марки 400 и заполнители высокого качества. Рассчитать водоцементное отношение при изготовлении данного бетона.

Вопросы

1. Как влияет пористость строительного материала на его свойства?

2. Что такое известь – кипелка и известь – пушонка? Их характеристика по ГОСТ?

3. Состав, свойства и области применения быстротвердеющих и высокопрочных портландцементов?

ВТОРОЕ КОНТРОЛЬНОЕ ЗАДАНИЕ

Задание включает решение двух задач и ответы на три теоретических вопроса. Условия задач выбираются согласно Варианту из таблиц 1 – 4, приведённых ниже.

Задача 1.

1.1. При рассеве песка на стандартном наборе сит получились следующие остатки (см. табл. 1). Необходимо вычислить частные, полные остатки, построить график зернового состава песка, определить модуль крупности песка и дать заключение о пригодности песка как мелкого заполнителя для тяжёлого бетона.

Таблица 1

№ Варианта	Частные остатки (в г.) на ситах с размерами отв., мм	Прошло через сито 0,14
2,5	1,25	0,63	0,315	0,14

1.2. Рассев щебня на стандартном наборе сит дал следующие результаты (см. табл. 2.). Определить наибольшую и наименьшую крупность щебня и нанести его гранулометрический состав на кривую плотных смесей.

Таблица 2.

№ Варианта	Частные остатки (в кг) на ситах, мм	Прошло через сито 5
	1,1				0,9
	1,2			2,8
	1,3		8,3	11,4
	1,5		7,5
	1,6			1,4
	0,5	11,5		1,5	0,.5
	0,6	10,7		1,5	0,2
	0,7	10,5	7,5	1,2	0,1
	0,9	10,1	6,5	1,8	0,7
	0,4			0,6
	0,5			0,5
	0,6		7,4
	0,7			3,3
	0,8				2,2
	0,7			5,3
	0,6				1,4
	0,5		13,5
	0,4			1,4	0,2
	0,3		7,1	0,6
	0,2			0,8
	2,4		12,4	3,2
	0,3			0,7
	0,5			1,5
	0,6			0,4

Задача 2.

Рассчитать состав щебня тяжёлого бетона. Уточнить его по результатам испытаний пробного замеса. Рассчитать расход материалов на пробный замес бетоносмесителя. Исходные данные для расчёта приведены в таблице 3.

№ вари-анта

Класс (марка) бетона

Подви-жность, см (жест-кость, с)

Цемент

Песок

Щебень (гравий*)

Увелич. в пробн. замесе заполнителей (воды и цемента*), %

Фак-тич. плотн. бетон-ной смеси, кг/м3

Влажность, %

Емк. бето-носме-сителя по за-грузке, дм3

Актив-ность (мар-ка*), МПа)

Истин. плотн., кг/дм3

Насып. плотн., кг/дм3

Истин. плотн., кг/дм3

Насып. плотн., кг/дм3

Во-до-по-тр., %

НК, мм

Истин. плотн., кг/дм3

Насып. плотн., кг/дм3

Пус-тотн., %

щеб-ня (гравия)

пес-ка

В15 М200 М150 В 10 В 20 В 25 М250 В 12,5 М200 М100 В 7,5 М150 В 20 М200 М300 В 15 В 10 М100 М150 В 12,5 В 20 М250 В 20 В 25 М250

20 с 25 с 2 см 5 с 35 с 40 с 25 с 10 с 15 с 4 см 6 см 3 см 10 с 4 с 30 с 12 с 6 см 4 см 2 см 3 с 35 с 4 см 35 с 40 с 25 с

45,4 400* 300* 38,5 48,0 400* 46,5 38,5 42,6 300* 41,2 37,5 44,8 43,6 500* 42,6 38,7 34,3 400* 38,5 42,5 36,5 38,5 48,0 400*

3,05 3,15 2,95 3,08 3,18 3,10 3,17 3,04 3,11 2,98 3,13 3,08 3,20 3,14 3,19 3,06 3,03 3,10 3,00 3,15 2,98 3,11 2,95 3,08 3,18

1,07 1,20 1,17 1,21 1,19 1,23 1,09 1,05 1,07 1,11 1,12 1,15 1,12 1,09 1,10 1,18 1,15 1,22 1,09 1,10 1,18 1,09 1,14 1,16 1,08

2,61 2,67 2,66 2,63 2,64 2,68 2,65 2,63 2,66 2,69 2,64 2,66 2,63 2,65 2,58 2,66 2,64 2,62 2,63 2,57 2,58 2,66 2,65 2,58 2,66

1,62 1,63 1,56 1,58 1,56 1,64 1,58 1,49 1,45 1,56 1,64 1,58 1,63 1,60 1,57 1,64 1,64 1,62 1,50 1,58 1,61 1,59 1,64 1,56 1,57

70* 70* 40* 40* 40* 70* 40* 70* 40*

2,68* 2,70 2,69 2,56* 2,67 2,64* 2,71 2,72 2,66 2,59* 2,68 2,72 2,60 2,64* 2,73 2,65 2,69* 2,63 2,69* 2,76 2,72 2,60* 2,68 2,72 2,60*

1,48* 1,44 1,45 1,46* 1,43 1,44* 1,49 1,45 1,47 1,40* 1,43 1,48 1,45 1,49* 1,46 1,44 1,42* 1,41 1,47* 1,48 1,44 1,46* 1,45 1,46 1,43*

39,2* 40,5 42,6 41,7* 39,6 40,9* 43,4 38,6 40,5 43,8* 42,5 39,5 41,4 42,8* 40,6 39,3 44,4* 43,7 38,4* 43,4 38,4 43,7* 42,8 40,6 39,3*

15* 10* 5* 10* 15* 20* 5* 5* 15* 20* 10* 15* 10* 10* 5*

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ КО ВТОРОМУ КОНТРОЛЬНОМУ ЗАДАНИЮ

Вариант 1

1. Что такое цементный бетон, как его изготавливают и от чего зависит его прочность?

2. В каких сечениях изучается макроструктура древесины? Объясните основные элементы торцового сечения дерева.

3. Изобразите схему производства сухой гипсовой штукатурки (c пояснениями).

Вариант 2

1. Что такое коррозия бетона и какие существуют меры защиты бетона от коррозии?

2. В каком виде находится влага в древесине? Удаление какой влаги связано с разрушением клетчатки?

3. Составьте схему производства пенобетона и поясните основные этапы технологии?

Вариант 3

1. Что такое предварительно напряжённый железобетон и каковы его преимущества по сравнению с обычным железобетоном?

2. Что служит сырьём для изготовления неорганических теплоизоляционных материалов и в каком виде эти материалы применяют?

3. Зависимость основных свойств древесины от влажности (показать на примере).

Вариант 4

1. Как изготавливают газо- и пенобетон и в чём основное отличие их технологии?

2. Опишите кратко способы предохранения древесины от гниения.

3. Изобразите технологическую схему производства асбестоцементных изделий.

Вариант 5

1. Что такое гидротехнический бетон и каковы его основные свойства?

2. Что такое пеностекло и для чего его применяют?

3. Чем отличаются строительные растворы от бетона?

Вариант 6

1. Что такое бетон с химическими добавками и в чём его отличие от обычного тяжёлого бетона?

2. Какие виды трещин бывают у дерева и как предотвратить появление трещин при сушке и хранении?

3. Изобразите схему обжига известняка в печи по пересыпному способу.

Вариант 7

1. Что такое армоцемент и в чём особенности мелкозернистого бетона?

2. В чём преимущество неорганических теплоизоляционных материалов перед органическими?

3. Как изготавливают минеральную вату? Опишите схему изготовления.

Вариант 8

1. Какие физико-химические процессы протекают при автоклавной обработке силикатного кирпича?

2. Назовите основные звукоизоляционные материалы?

3. Какие изделия изготавливают из асбестоцемента?

Вариант 9

1. От чего зависит прочность строительного раствора? Формула прочности Л.Н.Попова?

2. Перечислите виды коррозии металлов и опишите меры защиты от неё.

3. Изобразите технологическую схему производства изделий из ячеистого бетона.

Вариант 10

1. Опишите процессы, происходящие при пропаривании тяжёлого бетона. Что влияет на характер нарастания прочности при тепловой обработке?

2. Что называется точкой насыщения волокон и в каких пределах колеблется её величина для разных видов древесины?

3. Изобразите технологическую схему производства изделий из силикатного бетона.

Вариант 11

1. Что такое фибробетон и где он применяется?

2. Перечислите строительные материалы на основе битумных и дёгтевых органических вяжущих.

3. Изобразите схему производства минеральной ваты.

Вариант 12

1. Как изготовляют газобетоны и в чём состоят основные этапы технологии?

2. Что такое шлакоситаллы?

3. Назовите основные гидроизоляционные материалы, получаемые на основе полимеров и битумополимеров.

Вариант 13

1. Как изготовляют изделия из полимербетонов и в чём особенности твердения полимербетонов?

2. Зачем добавляется известь в цементные строительные растворы?

3. Составьте технологическую схему производства легкого бетона (с пояснениями).

Вариант 14

1. Какие химические и физико-химические процессы протекают при автоклавной обработке известково-песчаных камней?

2. Выпишите в виде таблицы известные вам гидроизоляционные материалы, с указанием их основных свойств.

3. Составьте технологическую схему производства арболита и опишите её.

Вариант 15

1. Изложите существующие способы формования бетонной смеси.

2. В каких пределах колеблется влажность свежесрубленной сосны, берёзы и дуба?

3. Изобразите схему производства портландцемента (сухой способ) и дайте краткие пояснения основных этапов технологии производства.

Вариант 16

1. Как влияет температура на твердение тяжёлого бетона?

2. Краткая классификация теплоизоляционных материалов.

3. Изобразите схему производства портландцемента (мокрый способ) и дайте краткое пояснение основных этапов технологии производства.

Вариант 17

1. Укажите способы ускорения твердения тяжёлого бетона.

2. Классификация строительных растворов.

3. Какими свойствами обладают поропласты? Область их применения.

Вариант 18

1. Зачем нужна предварительная выдержка изделий из тяжёлого бетона перед тепловлажностной обработкой?

2. Назовите основные звукоизолирующие материалы.

3. Составьте схему производства шлакопортландцемента.

Вариант 19

1. Как изготавливают поризованный лёгкий бетон и в чём его отличие от лёгких бетонов?

2. Классификация химических добавок в бетон.

3. В чём отличие наплавляемого рубероида от обычного? Чем отличается толь от рубероида?

Вариант 20

1. Перечислите виды пор тяжёлого бетона. Какие виды пор влияют на морозостойкость и проницаемость тяжёлого бетона?

2. Что служит сырьём для изготовления теплоизоляционных материалов на основе неорганических вяжущих веществ.

3. Опишите исходные материалы для дорожного цементного бетона и отличия технологии приготовления этих бетонов.

Вариант 21

1. Усадка тяжёлого бетона. От чего зависит усадка, виды усадки?

2. Охарактеризуйте основные схемы производства сборного железобетона.

3. Чем отличаются эмали от лаков?

Вариант 22

1. Из каких сырьевых материалов изготавливают арболит?

2. Назовите основные ядровые, заболонные и спелодревесные породы дерева.

3. Основные виды неорганических и органических пигментов.

Вариант 23

1. Закон прочности тяжёлого бетона. От чего зависит прочность

тяжёлого бетона?

2. Что такое битумная эмульсия и чем обеспечивается её устойчивость от коагуляции и седиментации при хранении?

3. Назовите материалы, способствующие звукопоглощению в помещениях.

Вариант 24

1. Каким образом оценивают консистенцию бетонной смеси? От чего зависят подвижность и жёсткость бетонной смеси?

2. Изобразите схему производства силикатного кирпича с гашением извести в гасильных барабанах.

3. Основные достоинства легированных сталей.

Вариант 25

1. Что такое сухие растворные смеси? Основные характеристики производства и применения.

2. Укажите виды влаги, находящейся в древесине.

3. Перечислите виды дефектов сварных соединений и конструкций, причины их возникновения и способы устранения.

Приложение 1

Пример 1.

Горная порода имеет истинную плотность 2,5 г/см³. Определить пористость образца породы, если известно, что его водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе.

Решение. Отношение водопоглощения по объему к водопоглощению по массе материала равно его средней плотности r_о, т.е.

,

где r_в – плотность воды, 1 г/см³.

Следовательно, средняя плотность образца горной породы r_о = 1,7 г/см³. Пористость образца П (%) породы:

где r – истинная плотность материала.

Отсюда

Ответ: пористость образца горной породы 32 %.

Пример 2.

Масса образца легкого бетона в сухом состоянии равна 118 г, а после парафинирования – 120 г. Образец, покрытый парафином, вытесняет из объемомера 98 г воды. Рассчитать коэффициент теплопроводности бетона.

Решение. Сначала определяем объем парафина V_п (см³), затраченного на покрытие образца, по формуле

где т₁ – масса образца покрытого парафином, г; т – масса сухого образца, г; r – плотность парафина, равная 0,93 г/см³.

см³.

Вычисляем среднюю плотность образца r_о по формуле

,

где V₁ – объем образца с парафином, численно равный массе воды, вытесненной образцом, см³; т.е.

г/см³.

Коэффициент теплопроводности бетона l [Вт/(м × °C)] рассчитываем по формуле В.П. Некрасова

,

где d – относительная плотность материала, т.е.

Вт/(м ×°C).

Ответ: коэффициент теплопроводности бетона равен 0,53 Вт/(м ×°C).

Пример 3.

Бетонный кубик с размером ребра 15 см разрушился при испытании на гидравлическом прессе при показании манометра 9,5 МПа.

Определить предел прочности бетона при сжатии, если площадь поршня пресса равен 570 см².

Решение. Предел прочности при осевом сжатии R_сж(МПа) вычисляется по формуле

,

где Р_разр – разрушающая сила, H; A – площадь сечения до испытания, мм².

Для определения разрушающей силы Р_разр в Н необходимо показания манометра в МПа в момент разрушения кубика умножить на площадь поршня в мм², т.е.

.

Предел прочности бетона при сжатии равен

МПа.

Ответ: предел прочности бетона при сжатии равен 24,1 МПа.

Пример 4.

Для производства извести употребляется известняк, содержащий 5 % глинистых и кварцевых примесей и 3 % влаги. Определить, к какому сорту (по активности) будет относиться полученная известь.

Решение. Общее содержание примесей и влаги в известняке составляет 5 + 3 = 8 %; следовательно, карбоната кальция СаСО₃ в известняке содержится 920 кг.

Получение извести происходит по реакции СаСО₃ → СаО + СО₂. Молекулярные массы СаСО₃ и СаО соответственно равны 100 и 56 г. Таким образом, выход извести из 920 кг СаСО₃ составит 920×56/100 = 515 кг.

Состав полученного продукта: СаО – 515 кг; примеси – 50 кг; итого – 565 кг.

Содержание СаО в смеси %.

Следовательно, известь по активности относится к 1 сорту (более 90 %).

Ответ: известь по активности относится к 1 сорту.

Пример 5.

Определить пористость цементного камня из пуццоланового портландцемента, если цементное тесто содержало 37 % воды (В/Ц = 0,37). Количество химически связанной воды после затвердевания составило 7 % от всей воды затворения. Истинная плотность цемента 3,05 г/см³.

Решение. Расчет ведем на 1 кг цемента. Объем цементного теста равен сумме абсолютных объемов цемента и воды затворения

см³.

Пористость в цементном камне (капиллярная пористость) получается за счет испарения не вступившей в химическое взаимодействие с цементным камнем воды, объем пор будет равен объему этой воды.

см³.

Определяем пористость цементного камня

Ответ: пористость цементного камня 49,3 %.

Пример 6.

Какой пористостью будет обладать цементный камень, если при затворении цементного теста водоцементное отношение составляло 0,45, а за время твердения химически связалось 18 % всей воды. Остальная вода испарилась. Истинная плотность цемента равна 3,1 г/см³.

Решение. Расчет ведем на 1 кг цемента. Его абсолютный объем равен см³.

Воды при затворении взято 1000 × 0,45 = 450 г или 450 см³.

Количество химически связанной воды 450 × 0,18 = 81 см³.

Испарилось несвязанной воды 450 – 81 = 369 см³, т.е. объем пор в цементном камне, образовавшихся в результате испарения воды, равен 369 см³.

Пористость цементного камня равна

Ответ: Пористость цементного камня равна 47,8 %.

Пример 7.

При рассеве песка на стандартном наборе сит получились следующие остатки. Необходимо вычислить частные, полные остатки, определить модуль крупности песка и дать заключение о соответствии песка как мелкого заполнителя для тяжелого бетона.

Варианты исходных данных для определения зернового состава песка и проверки его соответствия приведены в таблице 3.10.

Пример выполнения задания

Результаты рассева песка на контрольных ситах

Размер отверстий сит, мм	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	Прошло через сито 0,16 мм
Остатки на ситах, г

Решение. На основании результатов ситового анализа определяем частные и полные остатки на контрольных ситах в процентах.

Определим массу просеиваемой навески как сумму остатков на всех ситах и поддоне:

S = 30 + 180 + 320 + 210 + 240 + 20 = 1000 г.

Частный остаток на сите с размером отверстий 2,5 мм

= 30 / 1000 · 100 = 3 % и т. д.

Полный остаток на сите № 2,5 равен соответствующему частному остатку, т.е.

А_2,5 = а_2,5 = 3 %.

Полный остаток на сите № 1,25 равен сумме частных остатков на данном сите и сите № 2,5, т.е.

А_1,25 = а_1,25 + а_2,5 = 18 + 3 = 21 % и т.д.

Результаты расчетов сведены в таблице.

Результаты расчета частных и полных остатков песка

Размер отверстий контрольных сит	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	Поддон
Частные остатки, %
Полные остатки, %

Модуль крупности песка

Полученные результаты в виде кривой просеивания наносим на стандартный график зернового состава песка.

График зернового состава и кривая просеивания песка

Нанесенная на график кривая просеивания, характеризующая зерновой состав данного песка, расположена в области песков, пригодных в качестве мелкого заполнителя тяжелого бетона класса В15 и выше, вблизи нижней границы крупных песков.

Вывод: в соответствии с ГОСТ 8736-93 данный песок по модулю крупности = 2,5 и полному остатку на сите 0,63 равному 53 % относится к группе крупных песков (модуль крупности св. 2,5 до 3,0; полный остаток песка на сите с сеткой № 063 св. 45 до 65 %); по содержанию зерен крупностью менее 0,16 мм соответствует I классу (содержание зерен крупностью менее 0,16 мм ­– не более 5 %).

Пример 8. Рассев щебня на контрольных ситах дал следующие результаты. Определить частные и полные остатки на ситах, найти наибольшую и наименьшую крупность щебня и проверить соответствие его зернового состава требованиям, предъявляемым к крупному заполнителю тяжелого бетона.

Варианты исходных данных для определения зернового состава щебня и проверки его соответствия приведены в таблице 3.11.

Пример выполнения задания

Результаты рассева щебня на контрольных ситах

Размер отверстий контрольных сит, мм					Прошло через сито 5 мм
Остатки на ситах, кг	0,9	10,1	6,5	1,8	0,7

Решение. По заданным остаткам на ситах определяем общую массу просеиваемой навески как сумму остатков на всех ситах, включая поддон:

= 0,9 + 10,1 + 6,5 + 1,8 + 0,7 = 20 кг.

После этого находим частные и полные остатки на каждом сите в процентах.

Результаты расчета частных и полных остатков песка на контрольных ситах

Размер отверстий контрольных сит					Поддон
Частные остатки, %	4,5	50,5	32,5		3,5
Полные остатки, %	4,5		87,5	96,5

По найденным полным остаткам определяем наибольшую и наименьшую крупности щебня. За наибольшую крупность принимается размер отверстий сита, на котором полный остаток не превышает 5 %. За наименьшую крупность принимают размер отверстий первого из сит, на котором полный остаток не менее 95 % (сквозь которое проходит не более 5 % просеиваемой навески).

В данном случае = 40 мм; = 5 мм.

Полусумма и равна (40 + 5) / 2 = 22,5 мм; принимаем ближайший размер ячейки стандартного сита, т.е. 20 мм.

1,25 = 1,25 · 40 = 50 мм.

Характеристики зернового состава щебня

Диаметр отверстий контрольных сит, мм	= 5 мм	0,5 ( + ) = 22,5 мм	= 40 мм	1,25 = 50 мм
Полные остатки на ситах, % по массе	96,5		4,5

По данным рассева щебня и расчета полных остатков на указанных ситах строим график зернового состава щебня (пунктирная линия), нанося его на область плотных смесей (заштрихованная область).

График зернового состава щебня

График зернового состава данного щебня расположен в заштрихованной области (область плотных смесей).

Вывод: Данный щебень соответствует по зерновому составу требованиям, предъявляемым к крупному заполнителю тяжелого бетона.

Пример 9. Расход цемента равен 300 кг на 1 м³ бетона, водоцементное отношение В/Ц = 0,6. Химически связанная цементом вода составляет 15 % от его массы. Определить пористость затвердевшего бетона.

Решение. Количество воды в 1 м³ бетонной смеси:

В = 300 ^. 0,6 = 180 кг или 180 дм³.

Количество воды, химически связанной цементом:

В₁ = 300 ^. 0,15 = 45 кг или 45 дм³.

Количество свободной воды, не вступившей в химические реакции с цементом:

В₂ = 300 – 45 = 135 дм³.

Следовательно, объем пор, образованных избыточной водой затворения, в 1 м³ бетона будет равен V_п = 135 дм³.

Пористость затвердевшего бетона без учета гелевых пор в цементном камне и пор, образованных воздухом, который вовлекается в бетонную смесь при ее перемешивании:

Ответ: пористость затвердевшего бетона 13,5 %.

Пример 10. Номинальный состав цементного бетона (по объему) 1:2,2:3,1 при водоцементном отношении В/Ц = 0,45. Сколько необходимо материалов для приготовления 150 м³ бетона при расходе на 1 м³ бетона 390 кг цемента? Влажность песка 6 %, щебня – 2 %. Насыпные плотности компонентов бетона: цемента – 1,3 т/м³; песка – 1,6 т/м³; щебня – 1,5 т/м³.

Решение. Находим насыпной объем цемента, расходуемого на 1 м³ бе