Методические указания к решению задач по разделу 1

1. При определении истинной плотности с помощью объемомера Ле Шателье пользуются формулой

где m – масса порошка, засыпаемая в прибор, г;

V₁ – объем вытесненной порошком жидкости, см³ (1 см³ = 1 мл).

Определив величину ρ и зная среднюю плотность ρ_m, определяем общую пористость

%.

2. При определении истинной плотности материалов (цемента) с помощью пикнометра пользуются следующей формулой:

где m₁ – масса пустого пикнометра, г;

m₂ – масса пикнометра с навеской материала, г;

m₃ – масса пикнометра с навеской и керосином, г;

m₄ – масса пикнометра с керосином, г.

ρ_кер – плотность инертной жидкости, в данном случае керосина, г/см³.

3. Средняя плотность образца неправильной формы определяется по формуле

г/см³,

где V_С+П – объем образца с парафином на воздухе, см³;

где ρ_в – плотность воды, равная 1 г/см³;

V_П – объем парафина, использованного на покрытие образца, см³;

4. Водопоглощение по объему находится по формуле

%,

где m_с – масса образца в сухом состоянии, г;

m_н – масса образца после насыщения водой, г.

Далее определяем среднюю плотность образца г/см³.

Вычислив В_V и ρ_m, находим водопоглощение по массе В_m, используя формулу

Зная величину истинной плотности ρ и вычислив ρ_m, определяем общую пористость по формуле

%.

5. Средняя плотность породы составит

где V – объем образца цилиндрической формы, см³;

Водопоглощение по массе определяется по формуле

%.

Водопоглощение по объему определяется по формуле

%.

6. Находим объем образца из формулы объемного водопоглощения

%.

Вычислив V, определяем среднюю плотность

Общую пористость материала находим из формулы

%.

7. Средняя плотность образца вычисляется по формуле

где V – объем образца, равный а³.

Общая пористость материала, определяемая по формуле равна сумме открытой и закрытой пористости Откуда

Открытая пористость соответствует количеству поглощенной образцом воды, т.е. водопоглощению по объему

%.

8. Количество воды В, потерянной материалом при сушке,

г.

Масса сухого образца составляет

г.

Масса образца после водонасыщения г.

Абсолютная влажность материала определяется по формуле

%.

Водопоглощение по массе материала определяется по формуле

%.

9. Водопоглощение по массе определяют, используя зависимость

%.

Среднюю плотность камня вычисляется из формулы

10. Массу каменного образца в сухом состоянии определяем из формулы

%.

Зная величину m_с, определяем массу образца в естественном состоянии при влажности 4 %:

11. Массу образца в сухом состоянии находим из формулы

%.

Масса образца в естественном состоянии при влажности 5 % составит

г.

Среднюю плотность _m определяем из формулы

Теплопроводность  рассчитывается по формуле (прил. 3)

Вт/м·⁰С.

12. Толщина стены рассчитывается из формулы откуда

- для керамического кирпича м;

- для газосиликатных блоков м.

13. Предварительно определяют объем материала см³.

Затем вычисляют среднюю плотность г/см³.

Коэффициент теплопроводности рассчитывают по формуле (прил. 3)

Вт/м·⁰С.

Если расчетный коэффициент теплопроводности менее 0,85 Вт/м·⁰С, то такой материал можно использовать в ограждающих конструкциях зданий и сооружений.

14. Термическое сопротивление бетонной панели складывается из суммы термического сопротивления всех слоев:

то есть

откуда и находят величину ^тепл, м.

15. Толщина стены составит:

- для полнотелого керамического м;

- для пустотелого керамического м;

- для полнотелого силикатного м;

- для пустотелого силикатного м.

16. Сначала определяют теоретический расход теплоты на нагрев котла и битума до температуры 95 ⁰С по формуле

кДж.

Затем определяют практический расход тепла с учетом КПД котла:

кДж.

Вычисляют количество дров по массе:

кг.

Вычисляют количество дров по объему:

м³.

17. Вычисляют теоретическое количество теплоты от сжигания мазута:

кДж.

Определяют расход тепла с учетом КПД котла:

кДж.

Необходимое количество битума (m_б) вычисляют из формулы

18. Количество теплоты Q, проходящее через ограждающую конструкцию, находится из формулы

Вт/м·⁰С.

Потери теплоты через стену из керамического кирпича составят

кДж,

где  = 1 час.

То же для силикатного кирпича

кДж.

19. Коэффициент насыщения находится по формуле

Водопоглощение по объему определяется по формуле

%.

Объем образца-куба равен

Пористость открытая

Общая пористость %,

где ρ_m – средняя плотность материала, определяемая по формуле

г/см³.

Если К_н ≤ 0,8, то материал можно считать морозостойким.

20. Предварительно определяют длину плиты l₀ при температуре 0 ⁰С из формулы

м.

Определяют длину плиты при нагреве до температуры +50 ⁰С:

м.

Увеличение длины плиты составит

м.

Расстояние между соседними плитами должно составлять в среднем 10 мм.

21. Кислотность определяют по модулю кислотности Мк

- для шлака №1

- для шлака №2

Более кислотостойки шлаки с большим модулем кислотности Мк.

Шлак с Мк меньше единицы обладает большей активностью и может быть использован для цементации и укрепления оснований дорог.

22. Коэффициент морозостойкости рассчитывается по формуле

Если К_М равен или превышает величину 0,85, то такой материал можно считать морозостойким.

Материал выдержал 15 циклов попеременного замораживания и оттаивания, если потеря в массе (∆m) не более 5 %. В данной задаче материал потерял

%.

23. Насыпная плотность вычисляется по формуле

г/см³,

где m₁ – масса емкости с зернистым материалом, г (кг);

m₂ – масса пустой емкости, г (кг);

V – объем емкости, см³ (л).

Величину межзерновой пустотности определяют по формуле

%.

24. Величина коэффициента размягчения определяется по формуле

Если К_р ≥ 0,8, то такой материал можно использовать в конструкциях, подвергающихся постоянному или переменному увлажнению.