Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Свойства строительных материалов в примерах и задачах

..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
8.99 Mб
Скачать

71

ps = ? , 5 к г / г л

IT

= 1 5 0 к г/м

p

= 2,5 г /с м 3

 

Рис,

14. Схематическое решение задачи примера I

М/4РКА

400 -

 

 

Г

^ п у с т = 46 %

Я н

= 1000 к г /м 3

 

 

 

Рис,

15. Схематическое решение задачи примера 2

Рис. 16. Схематическое решение задачи примера 3

 

 

 

 

 

7 2

 

 

 

Длина мата

в рулоне, исходя из

формулы

(7 ),

 

 

 

т

1

 

 

 

 

 

 

x D

 

= -

3 (м) или 3000 мм.

 

 

р

Ре

3

 

 

 

Ширина мата

в рулоне,

исходя из формул

(7)

и ( 8 ) ,

 

 

 

Р(

-

о

 

 

 

 

,•

5

~ гг

ST7

и 0 >4

М или 400 мм.

 

 

Р

Р з

 

7 ,5

 

 

 

Толщина мата в рулоне, исходя из формул (2) и (8 ) ,

Ps

_

в 0,05 (м) или 50 мм.

Кр = ~

=

У~ 150

Коэффициент плотности мата по формуле

(I I )

 

 

г

=

тШ;

-

0 И&.

 

 

к„А = -

 

 

 

 

2500

 

 

Пористость мата по формуле (10)

 

 

 

П = 0 -

к ПА)

100

 

<1 - 0,06)100 - 94 (56).

О т в е т

длина рулона

-

3000

мм;

ширина - 400 мм; толщина -

- 50 мм; пористость

- 94 %•

 

 

 

 

Пример 2

(включает плотность, межзерновою лустотность и коэффициент уплотнённости керамзитового гравия)

У с л о в и е з а д а ч и . Керамзитовый гравия, точно соот­ ветствующий марке 400, характеризуется межзерновой пустотностью 46

Определить коэффициент уплотнённости керамзитового гравия в насыпном состоянии и относительную среднюю плотность его зёрен.

С х е м а т и ч е с к о е

р е ш е н и е

представлено на

рис. 15.

 

 

 

 

П о д с ч ё т

ч и с л о в ы х

з н а ч е н и й .

Так как керамзитовый гравий, являющийся теплоизоляционным материа­

лом, точно соответствует

марке 400, насыпная плотность его составля­

ет 400 кг/м**.

 

Коэффициент уплотнённости

керамзитового гравия в насыпном состоянии,

 

 

?3

исходя из формулы (16)

 

 

V

0,54.

ку п л

п у с т

1 ---------------

 

ю о

Средняя плотность зёрен керамзитового гравия, исходя из формулы (16),

Г

=

740,7 (кг/м3 ) .

 

Относительная средняя плотность зёрен керамзитового гравия по фор­ муле (5)

II

ч Ян2 0

- 7 4 0

7

0,7407.

1 0

0 0

 

О т в е т коэффициент уплотнённости керамзитового гравия - - 0,54; относительная средняя плотность зёрен гравия - 0,7407.

Пример 3

(включает плотность, коэффициенты уплотнённости

иупаковки песка из вспученного перлита)

Ус л о в и е з а д а ч и . Для теплоизоляционной засыпки при­ менён крупнозернистый песок из вспученного арагацкого перлита^ в ко­

личестве 160 кг, которым были заполнены специальные пазухи общим объёмом Z м3 . Определить коэффициент*упаковки этой теплоизоляционной

засыпки, суммарный объём всех использованных в засыпке зёрен вспу­

ченного перлита, объём самого вещества этих зёрен и их истинную пло­ тность, если известно, что прристость зерен составляет 90,95 % а

межзерновая пустотность выполненной засыпки - 60 %.

С х е м а т и ч е с к о е

р е ш е н и е

представлено на

рис. 16.

 

 

 

 

 

П о д с ч ё т

ч и с л о в ы х

з н а ч е н и й .

Насыпная плотность песка из вспученного

перлита по Формуле (6 )

 

р и =

~

= 1 2 2

а 80

(кг/м3 ) .

 

Ги

V (

2

 

 

Коэффициент уплотнённости песка, исходя из формулы (1 5 ),

74

 

 

Vr

 

 

1 -

п у с т

0 ,4 0 .

' У П Л

 

100

 

 

 

 

Средняя плотность песка, исходя из формулы (1 6 ),

Т =

80

2 0 0

(кг/ы3 ) .

0,40

 

 

^УЛА

Объём зёрен песка в естественном состоянии, исходя из формулы (2 ) ,

V = — = — = 0 , 8 (м3 ) или 800 л.

Е200

Коэффициент плотности зёрен песка из вспученного перлита, исходя из формулы ( 1 0 ) ,

кпл

 

I

-

100

. 0,0905.

Истинная плотность песка,

исходя

из

формулы ( I I ) ,

Р =

X -

= -

2 2 2 -

=

2 2 1 0 (кг/м3 ) .

Г

,

0,0905

 

 

КПЛ

Коэффициент упаковки теплоизоляционной засыпки по формуле (17)

k vnK = — = — 2 2 = о ,о зб 2 .

упк р 2?Ю

Объём вещества песка из вспученного перлита, исходя из формулы ( I ) ,

 

 

 

 

V

=

= —

-

0,0724 (м3 ) или 7 2 ,4

л.

 

 

 

 

а

 

р

2210

 

 

 

 

0

т

в

т: коэффициент упаковки теплоизоляционной засыпки

-

- 0,0362;

суммарный объём

зёрен

в пазухах

-

800

л; объём вещества

зёрен

песка

-

72,4 л;

истинная плотность

-

2210

кг/м^.

 

Пример 4

(включает водонасыцаемость, плотность и пористость туфа)

У с л о в и е з а д а ч и . Образец из туфа в виде куба с длиной ребра 50 мм и массой 0 ,2 кг характеризуется водонасыцаемостью по массе 28 %. Определить в этом образце туфа среднюю плотность и

объём

открытых пор.

 

 

 

 

 

 

С х е м а т и ч е с к о е

 

р е ш е н и е представлено на

рис.

17.

 

 

 

 

 

П о д с ч ё т ч и с л о в ы х

з н а ч е н и й .

Объём образца туфа в естественном состоянии

 

 

V

=

=

53 -

125

(см3 ) .

Средняя плотность туфа по формуле (2)

 

 

 

V-

= ЛИ

=

Ш ш 1 , 6

(г/см 3 ) .

 

О

у

 

125

 

 

Относительная средняя плотность туфа по формуле (5)

Водонасыцаемость по объёму, исходя из формул (23) и (2 4 ),

Вне = Вин Г о =

20 х 1 '6 - 44’81%)-

Открытая порлстость туфа, исходя из формул ( 1 2 ) и

(2 3 ),

Л0 = Вно =

4 4 .8 %•

 

 

Объём открытых пор туфа, на основании пропорции

 

 

 

100 7.

 

 

 

п „ .

 

 

-

125 х 4 4 .U

56

(см^).

Ч о =

100

ю о

о

 

, v v

 

 

О т в е т : средняя плотность туфа - 1,6 г/смобъём открытых

пор - 56 см^.

76

Вно=27,ЛЗ

--

Пт =5,13%-- ^

П, =0,57%—

П—

ро = 2 ,5 --------------— Р

PHJO* 100 0 к г/м ——

Рис. 1^. Схематическое решение задачи примера 6

77

 

 

Пример 5

 

 

(включает водопроницаемость

известняка)

У с л о в и е

з а д а ч и .

Детская площадка, выложенная пли­

тами толщиной в 5

см из

известняка

по песчаному основанию, была за ­

топлена во время

грозы

водой слоем

10

см. Сколько потребуется време­

ни, чтобы эта вода мигрировала в почву, если известно, что коэффици­

ент фильтрации плит составляет 6 х Ю“° h /c , а температура довдезой

воды - 20 °С? Считать, что оставшаяся после фильтрации вода слоем не более 2 мм будет удалена с поверхности плит за счёт капиллярного

всасывания

и испарения.

 

 

 

 

 

С х

е

м а т и ч е с к о е

р е ш е н и е

представлено

на рис.

18.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П о д с ч ё т

ч и с л о в ы х

з н а ч е н и й .

 

Температурная поправке по формуле (29)

 

 

 

 

?

 

=

0 ,7

+ 0,03 t

= 0 ,7

+ 0,03

х

20 = 1 ,3 .

 

Считаем,

что во

время дождя процесс миграции

воды в почву уже

начал­

ся. То есть в данном случав рассматривается процесс миграции во,пы в своём развитии, а не с самого начала, когда ещё плиты находились в

воздушно-сухом состоянии. Далее условно считаем, что общий слой во­ ды толщиной Н , покрывший детскую площадку, представляет сумму

бесконечного множества тончайших её слоёв. Для миграции через извес­

тняковые плиты с

фильтрующей поверхностью

S

(условно

считаем,

что фильтрующая поверхность

плит известна)

каждого такого

слоя

воды

толщиной

d X

и объёмом

d. VBf

расположенного на перемен­

ном уровне

X,

требуется бесконечно малый промежуток времени

d 0 ,

равный, исходя из формулы (2 7 ),

ае =

K , s * i '

где объём тончайшего слоя воды

cive = 5d x ,

напорный градиент по формуле (28) х- О

I =

?8 Определим суммарное время Т для миграции воды в почву. Для это­

го следует просуммировать (проинтегрировать) все интервалы времени, необходимые для миграции всех бесконечно малых слоёв воды от верх­

него.

расположенного на поверхностном уровне воды

Н ,- до нижне­

го

К0 , непосредственно примыкающего к чзвестняковым плитам и

неучитываемого расчётом. Проинтегрируем обе части составленного ра­

венства:

,

Т

К0

 

Ъ Г - & х

d 8

=

Кф

Вправой части равенства подинтегральное выражение включает отрица­

тельное

значение d x

в связи с тем, что рассматриваемый процесс

миграции

воды связан с

понижением переменного её уровня X (если

бы какой-то другой процесс был бы связан с повышением переменного

уровня воды

х ,

 

подинтегральное выражение имело бы положительное

значение). Вынесем (-1 ) за

знак интегрирования, поменяем пределы

интегрирования и

выполним необходимые

вычисления:

 

 

 

t

 

Н

 

 

 

 

 

5

Г

olx

 

 

 

d 0

=

 

 

 

 

 

 

V

J

*

 

 

 

о

 

к

 

 

 

 

4

5

 

 

 

 

 

 

•fa

 

 

 

 

О

 

 

 

X

-

0

=

Q i n

Н

- -fa К0) ,

 

 

 

х =

f a

 

Н

 

 

 

 

 

0 .05

 

 

 

X i n -2J2-

 

б х I0 - 6

х

: , з

 

0,002

 

79

v 6410,3 х 3,91 » 25064 (с) или 6 ч 58 мин.

П р и м е ч а н и е . Эта задача может быть решена без приме­ нения интегрирования. Для этого следует рассматривать весь слой мигрирующей воды в виде отдельных более тонких слоёв (не менее десяти). Далее необходимо отдельно подсчитать время миграции каждого такого тонкого слоя с учётом напорных градиентов для каждого из них, после чего путём суммирования полученных ре­ зультатов определить общее время фильтрации еоды через плиты. Такой ход решения нерационален, нс прост по выполняемым дейст­ виям и достаточно точен.

О т в е т : миграция воды в почву через известняковые плиты произойдёт за 6 ч 58 мин.

Пример 6

(включает морозостойкость, водопоглощаемость, плотность и пористость керамического кирпича)

У с л о в и е з а д а ч и . Керамический кирпич с относитель­ ной иотинной плотностью 2 ,5 характеризуется водонасыцаемостыо по объёму 27,43 %и пористостью тупиковой и закрытой соотзетственно 5,13 %м 0 ,5 7 %. Установить для этого кирпича среднюю плотность, водопоглощаемость по массе и коэффициент морозостойкости по водоусвоению.

С х е м а т и ч е с к о е

р е ш е н и е

представлено на

рис. 19.

 

 

 

 

П о д с ч ё т

ч и с л о в ы х

з н а ч е н и й .

Открытая пористость керамического кирпича, исходя из формул (12) и

(2 3 ),

 

 

П 0 =

В Н0 =

27,43

5?.

 

Общая пористость кирпича, исходя из

формулы (1 4 ),

П

=

П0

П3

=

27,43

+ 0 ,5 7

- 28,00 {%).

Козффициент плотности кирпича,

исходя из формулы ( 1 0 ),

 

 

 

П

 

SSJSS .

0 ,7 2 .

к

=

1 ---------- = .

I

пл

 

 

100

 

 

100

 

Истинная плотность кирпича, иоходя из формулы (4 ) ,

Р = рорн „ = 2 ,5 х 1000 - 2500 (кг/ы3 ).

80

Средняя плотность керамического кирпича, исходя из формулы ( I I ) ,

У = к ПЛр - 0,7 2 х 2500 - 1800 (кг/м3 ) .

Относительная средняя плотность кирпича по формуле (5 )

У -

1§00

1, 8.

~

1000

 

Фильтровая пористость кирпича, исходя из формулы (1 3 ),

Пф = П0Пт = 27,43 - 5,1 3 = 22,30 (%).

Водологлощаемость кирпича по объёму, исходя из формулы ( 2 0 ) и опре­

деления фяльтровой пористости,

в по =

П ф =

22,30 %.

Водопоглощаемость керамического

кирпича по массе, исходя из формул

( 2 0 ) и ( 2 1 ) ,

 

 

Впм

 

= 12,39 (%).

Коэффициент морозостойкости керамического кирпича по водоусвоению по формуле (34)

мв

по

 

2 L 30

= 0,813 .

 

27,43

 

О т в е т : средняя плотность керамического кирпича - 1800 кг/м3 ; водологлощаемость по массе - 12,39 56; коэффициент морозостойкости

по водоусвоению - 0,813 .

Пример 7

(включает теплопроводность, температуропровод­ ность, теплоустойчивость и водологлощаемость известняка)

У с л о в и е з а д а ч и . Установлено, что в испытанном образце известняка водологлощаемость по объёму в два раза выше в числовом выражении, чем водологлощаемость по массе, а исгинная уде­ льная его теплоёмкоса о составляет 8 6 6 Дяс/(кг -°С ). Определить для

этого известняка коэффициенты истинной температуропроводности и ис­ тинной тепловой активности.