Контрольная работа по «Материаловедение»

Министерство образования и науки российской федерации

 

сыктывкарский лесной институт (филиал)

федерального государственного  бюджетного  образовательного учреждения высшего профессионального образования

 «Санкт-Петербургский  государственный

лесотехнический университет   имени С. М. Кирова» (СЛИ)

 

Факультет заочного отделения

 

Кафедра Дорожного промышленного и гражданского строительства

 

Контрольная работа по дисциплине:

«Материаловедение»

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил:	(дата  и подпись)
Проверил:	(дата  и подпись)

 

 

 

СЫКТЫВКАР 2014

Оглавление

 

 

 

1. Физико-механические процессы, протекающие при автоклавной обработке силикатного кирпича. На какие показатели качества кирпича повлияют существенные отклонения в технологическом режиме колебания t0C и состава.

 

Режим автоклавной обработки изделий (запаривания) разделяют на пять этапов.

• Первый этап начинает-ся с момента впуска пара до установления в автоклаве температуры 100 СС. Пар интенсивно отдает теплоту,которая идет на нагрев стенок автоклава, вагонеток и автоклав и руемых изделий. На этом этапе в результате значительных температурных перепадов между средойи поверхностью изделий возникают термические напряжения, которые при резком нагреве могут вызывать образование трещин в изделиях.
• Второй этап начинается с момента подъема давления в автоклаве и продолжается до достижения его максимальных значений. Повышение давления ускоряет процесс теплообмена и приводит к сокращению температурных перепадов до 3—5 °С.
• Третий этап —выдержка изделий при постоянном давлении и температуре. Продолжительность нзотермической выдержки зависит от требований к качеству изделий и от давления, причем она уменьшается с повышением последнего.
• Четвертый этап характеризуется снижением давления в автоклаве. Значительные перепады давлений и температуры, возникающие при резком снижении давления в автоклаве, могут вызвать бурное парообразование и появление трещин в изделиях.
• Пятый период охлаждения изделий со 100 С до 18—20 °С. В течение этого периода, как и предыдущего, важно не допустить чрезмерных температурных перепадов и образования трещин в изделиях.

По данным Исследований Ю. М. Бутта и др., исследовавших влияние температуры запаривания на прочность образцов, содержащих (помимо немолотого песка и 7% активной СаО) 10% молотого кварца, повышение давления более 1,2 МПа нецелесообразно, а при 1,6 МПа наблюдается даже снижение прочности. Я. М. Белкин и др., изучая кинетику связывания извести при С/S в вяжущем, равном 1 и 0,5, и содержании вяжущего в силикатной смеси соответственно 17 и 25%, нашли, что при 175 °С известь связалась за 7–10 ч, при 191 °С – за 4–5 ч и при 203 °С – за 3,5–4 ч (меньшие сроки относятся к составам, где С/S=0,5, а большие – где С/S=1). Авторы пришли к выводу, что эффективность повышения температуры автоклавной обработки выше 191 °С (1,2 МПа) резко снижается, а значение молотого кремнезема как интенсификатора твердения также резко уменьшается.

Рис1. Кинетика твердения силикатных прессованных образцов при различных температурах и содержании вяжущего: а – мелкий остроугольный песок; б – средний окатанный песок; I – 0,8 МПа (175оС); II – 1,2 МПа (191оС ); III – 1,6 МПа (203оС); 1 –содержание вяжущего – 20%; 2 – то же, 15%

На рисунке 1 показаны результаты экспериментов Р. Л. Коваля по запариванию при различных давлениях прессованных силикатных образцов, изготовленных из мелкого остроугольного и среднего окатанного песков, содержавших 10–20% совместно молотого известково-кремнеземистого вяжущего составов И:К=1:1 (С/S =0,65) и И:К=1,5:1 (С/S=1). Из них можно сделать несколько практических выводов:

1) наибольшая прочность  образцов достигается при 1750 °С за 6 ч, при 191 °С за 4–5 ч, а при 203 °С за 4 ч;

2) прочность образцов, запаренных  при 0,8 и 1,2 МПа, примерно одинакова, тогда как при 1,6 МПа она значительно  ниже;

3) при содержании в силикатной  смеси тонкомолотого вяжущего  оптимального состава (И:К – 1:1) нецелесообразно запаривать кирпич при 0,8 МПа более 6 ч, так как это приводит к падению прочности, которая в большинстве случаев даже ниже, чем при 4 ч выдержке; прочность образцов на вяжущем состава И:К=1:1 во всех случаях выше, чем на вяжущем состава И:К=1,5:1, за исключением образцов из среднего окатанного песка, запаренных при 1,6 МПа, у которых при этом вяжущем прочность несколько выше.

Таким образом, все проведенные исследования подтверждают, что оптимальным давлением пара, при котором следует запаривать силикатный кирпич, изготовленный с использованием тонкомолотого известковокремнеземистого вяжущего, является 1,2 МПа (191 °С). Изотермическая выдержка кирпича при этом давлении может составлять 4–5 ч. Заданная прочность достигается назначением соответствующего расхода вяжущего оптимального состава [7].

Следует подчеркнуть, что масса автоклава, рассчитанного на рабочее давление 1,2 МПа, на 30% меньше, чем автоклава, работающего при 1,6 МПа, и требования по технике безопасности также ниже. Наряду с этим время нагрева и остывания, по требованиям техники безопасности, при 1,6 МПа увеличивается.

 

2.Твердение портландцемента в различных температурно-влажностных условиях (графический ответ).

Набор растворами на основе портланд цемента прочности в % от проектной марки осуществляется в соответствии с табл 32 СНиП 3.03.01-87.

Прочность бетона в возрасте n сут. определяется по формуле:

n=Марочная прочность * (Lg(n)/Lg(28)) ,где n-не менее 3х дней.

Рис.1. График набора прочности портландцементом в % от проектной прочности в зависимости от температуры окр.среды.

Задача №1

 

Нормальная густота гипсового теста равна 0,52. Определить объем гипсового теста и гипсового камня с учетом расширения.

Решение:

1.Нормальная густота цементного  теста показывает какое кол-во воды по массе требуется для затворения гипса в гипсовое тесто. Рассчитаем объем гипсового теста,принимая за истинную плотность гипса pи= 2,7 г/см3. Условно примем реакцию затворения 1 кг гипса.

0,89 см3.

2. Зная что при твердении гипсовое тесто в гипсовый камень выделяется тепло и объем увеличивается на 1% получаем:

Vг.к.=Vг.т.+1% (Vг.т )=0,89+0,01*0,89=0,8989 см3.

 

Задача №2

 

Для тяжелого бетона применен ПЦ М400 Д5 при водоцементном отношении 0,5. Установить влияние заполнителей на марку бетона и построить график,рассмотрев бетоны на заполнителях высококачественных, рядовых, пониженого качества. Решить задачу также для в/ц=0,35.

1. Rц - активность цемента,численно равна марке цемента. кгс/см2; А - коэффициент, учитывающий качество заполнителей и вяжущего,так как не известно бетонная смесь была подвижной или жесткой возьмем среднее значение коэф-та между А и А1 (для высококачественных -0,54, для рядовых - 0,5, для пониженного качества - 0,46).

2.Определим Ц/В для нашей задачи Ц/В=2

3.Формула Боломея-Скрамтаева, устанавливающая  влияние Марки цемента на марку  производного бетона:

; при Ц/В от 1,4 до 2,5,где

; при Ц/В >2,5,где

 

,А-коэфф-ь  принимаемый по табл.1.

3.Расчитаем марку бетона при  заполнителях различного качества: В/Ц=0,5

Класс бетона по ГОСТ 26633-91

Высококачественные = 324 кгс/см2 (В 25).

Среднего качества =300 кгс/см2  (В 22,5).

Низкокачественные =276 кгс/см2 (В 20).

 

 

 

 

Таблица 1. Зависимость коэф-та А от качества заполнителей

Качество заполнителей	Коэффициент
	А	А1
Высокое	0,65	0,43
Среднее	0,6	0,40
Низкое	0,55	0,37

Рис.1 Зависимость выходной марки бетона от качества заполнителей при В/Ц =0,5.

N-,без заполнителей,1-высококачественные заполнители,2-Заполнители среднего качеста,3-заполнители низкого качества.

Расчитаем марку бетона при заполнителях различного качества: В/Ц=0,35 (Ц/В = 2,85)

Класс бетона по ГОСТ 26633-91

 

Высококачественные = 723,6 кгс/см2  (B55)

Среднего качества =670 кгс/см2              (B50)

Низкокачественные =616,4 кгс/см2        (B45)

Рис.1 Зависимость выходной марки бетона от качества заполнителей при В/Ц =0,35.

N-,без заполнителей,1-высококачественные заполнители,2-Заполнители среднего качеста,3-заполнители низкого качества.

 

 

Список использованной литературы:

 

 

1. "Общая технология силикатов учебник", Сулименко Л.М., «Инфра-М», 2009 г.
2. Рыбьев И.А.\ Строительное материаловедение [текст]: Учебник для ВУЗов, М.: Высшая школа, 2004г. -701с
3. Горчаков Г.И.,Баженов Ю.М. \ Строительные материалы [текст]: Учеб.для вузов,М: Стройиздат 2005.-688с.
4. Н.Д. Горбунов, С.Ю. Ефремов  Строительные материалы [Текст].- Нижний  Новгород [б.и.]-2006.