Контрольная работа по определению коэффициент теплопроводности кирпича

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  И НАУКИ

ДОНБАССКАЯ НАЦИОНАЛЬНАЯ АКДЕМИЯ

СТРОИТЕЛЬСТВА И АРХИТЕКТУРЫ

КАФЕДРА «СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа №1;2

по дисциплине «Строительное  материаловедение»

 

 

 

 

 

Выполнил: Студент группы ЗПГС 46-д Боруш В. В. № зач. кн. Б-12/213 Проверил: Губарь В. Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Макеевка-2013

а) Задача №2. Определить коэффициент теплопроводности кирпича керамического полнотелого, если его масса составляет 3,64 кг / шт.

Решение:

m_кирп.

Размеры кирпича а=25см, в=12см, h=6,5см.

Находим объём:

V_кирп.=a_*b_*h=25_*12_*6,5=1950см.³

Определяем среднюю плотность  кирпича:

Коэффициент теплопроводности можно подсчитать ориентировочно по относительной плотности  материала, пользуясь эмпирической формулой В.П. Некрасова:

                                  

где: d – относительная плотность материала.

Ответ: коэффициент теплопроводности керамического полнотелого кирпича массой 6,64 кг составляет 1,14 Вт/м. ^{. о}С.

 

б) Задача № 16. Определить среднюю плотность известкового теста, в котором содержится 56% воды по массе, если плотность извести-пушонки составляет 2080 кг/м3.

В 1,2 кг известкового теста содержится 560 г извести и 560 г

воды. Абсолютный объем, занимаемый известью будет: 560 / 2,08= 269 см³.

Объем воды 560 см³. Абсолютный объем известкового теста 829 см³. Средняя

плотность известкового теста 1000 / 829 = 1206 кг/м³.

в) Задача № 30. Масса образца стандартных размеров, вырезанного из дерева (дуба), равна 8,76 г, при сжатии вдоль волокон предел прочности оказалась равной 37,1 МПа. Найти влажность, среднюю плотность и предел прочности дуба при влажности 12%, если масса высушенного такого же образца составляет 7,0 г.

Решение:

1. Определяем влажность испытуемого образца:

W_обр=(m₁-m₂)/m₂*100%=(8.76-7.0)/8.76*100%=25.14%.

2. Зная что водопоглащение стандартного образца 12% определяем массу стандартного образца:

m_станд=( W_станд*m)+m;              m_станд=(0.12*7.0)+7.0=7.84 г.

3. Зная размеры стандартного образца 2х2х3 см определяем объем и плотность образца при стандартной влажности 12%:

V=2*2*3=12 см³;            ρ=m/V=7.84/12=0.65 г/см³.

4. Определяем предел прочности на сжатие образца при стандартной влажности:

R₁₂=R_обр*|1+α*(W-12)|=37,1*|1+0.04*(25,14-12)|=56,6 МПа.

Ответ: W_обр=25,14 %,  ρ=0.65 г/см³, R₁₂=56,6 МПа.

 

г) Задача № 44. Рассчитать состав гидротехнического бетона класса В25 (Rб = 30 МПа), предназначенного для работ в зоне переменного уровня речной воды. Подвижность бетонной смеси 5-9 см. Характеристика исходных материалов: цемент марки 500 (обосновать вид цемента; принять Rц = 52 МПа; ρцист = 3100 кг/м3; ρнц = 1300 кг/м3) песок кварцевый (ρпист = 2640 кг/м3 ; ρнп = 1400 кг/м3); Мк = 3,1; Wп = 3,5%); щебень из плотных пород (принять ρщист = 2650 кг/м3; ρнщ = 1520 кг/м3, максимальная крупность Дmax = 40 мм) .

Решение:

1) В=185+5=190л.

2) В_ц=Ц/В=R_б/А*R_y+0,5=300/0,55*520+0,5=1,55

В/Ц=1/1,55=0,78-из условий прочности;

2.1 Из условий эксплатации по таблице 9.1 В/Ц=0,65.

Последующие расчеты ведем  с применением В\Ц из условий ксплуатации.

3) Ц=В/Ц=190*1,3=247кг.

    Ц/В=В/Ц*2=0,65*2=1,3

4) =1212кг

5) = =720кг.

Требуемый состав бетонной смеси следующий:

Ц-М

Rб =   МПа

Подвижность: 5-9см.

Вода – 190л/м³.

Цемент – 247кг.

Щебень – 1212кг.

Песок – 720кг.

Плотность бет.смеси

 

д) Вопрос №59. Облицовочные керамические материалы (виды, сырьевые материалы, основы изготовления, особенности).

Керамическими называют материалы  и изделия, изготовляемые формованием и обжигом глин. «Керамос»- на древнегреческом языке означало гончарную глину, а также изделия из обожженной глины. В глубокой древности из глин путем обжига получали посуду, а позднее (около 5000 лет назад) стали изготовлять кирпич, а затем черепицу.

Облицовочные  керамические материалы применяют для наружной и внутренней отделки зданий различного назначения.

При наружной отделке отделывают фасады зданий. Керамические изделия  для облицовки фасадов подразделяют на кирпич и камни лицевые, мелкие плитки, крупногабаритные плиты, ковровую керамику и фасонные детали для устройства карнизов, сливов, поясков, сандриков, тяг и т.д. Фасадные керамические изделия укладывают одновременно с кладкой стен.

Кирпич и камни  керамические лицевые. Они отличаются точностью геометрических размеров и однородностью цвета. Для изготовления этих изделий применяют высококачественные глины. При подготовке сырьевой смеси к глинам добавляют отощающие добавки, а иногда специальные красители. Лицевой кирпич и камни изготовляют сплошными и пустотелыми, лицевую поверхность выполняют гладкой или рельефной. Для придания необходимого цвета их лицевые поверхности иногда покрывают глазурью или ангобом. Технология производства лицевою кирпича и лицевых камней аналогична производству керамического кирпича пластическим или полусухим способом. 
         Кирпич и камни керамические лицевые подразделяют на рядовые и профильные. Рядовые изделия применяют для облицовки гладких поверхностей стен, а профильные - для кладки карнизов, сандриков, тяг, поясков и др. Облицовочный кирпич имеет те же размеры, что и керамический, т.е. 250х120х65 мм, лицевые камни - 250х120х138 мм. Эти изделия выпускают марок 75, 100, 125, 150, 200, 250, 300, водопоглощением 6 %, морозостойкостью не менее 25. Остальные требования к физическим и механическим свойствам те же, что и для обыкновенного кирпича. Лицевые кирпичи и камни, укладываемые в стену здания вперевязку с обыкновенными, несут одинаковую с ними нагрузку. 
         Плиты и плитки фасадные. Плиты фасадные керамические применяют так же, как и лицевые кирпичи и камни, для повышения долговечности наружных стен и придания им красивого внешнего вида. Изготовляют их способом пластического формования, реже методом полусухого прессования из глиняных масс, содержащих пониженное количество окислов железа. По пределу прочности при сжатии и изгибе фасадные плиты подразделяют на марки 75, 100 и 150. 
         Фасадные малогабаритные плиты. Наряду с крупногабаритными облицовочными керамическими плитами выпускают легкие облицовочные цветные и глазурованные плитки размерами от 46 х 21 до 296 х 102 мм, толщиной 4 ... 10 мм. Их применяют в крупнопанельном домостроении для отделки наружных поверхностей стеновых панелей, а также для облицовки цоколей различного назначения. Плитки для облицовки цоколей имеют размеры 150 х 75 и 120 х 65 мм при толщине 7 ... 8 мм, водопоглощение не более 6 % и морозостойкость не менее 25 циклов. 
         Ковровая керамика. Ковровая керамика представляет собой мелкоразмерные плитки различного цвета, глазурованные и неглазурованные. Эти плитки непосредственно на заводах набирают в ковры и наклеивают на бумажную основу. Для лучшего сцепления с раствором или бетоном тыльную сторону плиток делают рифленой. Размеры плиток 48 х 48 и 22 х 22 мм, толщина 3 ... 4 мм. Морозостойкость не менее 25 циклов замораживания и оттаивания, водопоглощение 6 .. .12 %. Изготовляют их методом полусухого прессования и методом литья. Применяют для облицовки крупных панелей и блоков в блочном и панельном домостроении, а также для облицовки стен вестибюлей и лестничных клеток зданий различного назначения. 
            Керамические изделия для внутренней отделки зданий. В зависимости от применяемого сырья их делят на майоликовые и фаянсовые. Фаянсовые плитки изготовляют из тугоплавких глин с добавкой кварцевого песка и плавней, веществ, понижающих температуру плавления, полевого шпата и известняка или мела. Они имеют белый или слабоокрашенный цвет. Лицевую поверхность их покрывают белой или цветной глазурью. Тыльную сторону плиток для лучшего сцепления с раствором делают рифленой. Государственным стандартом предусмотрен выпуск 50 типов облицовочных плиток.

          Майоликовые облицовочные плитки для внутренней облицовки изготовляют из легкоплавких глин с добавкой 20 % мела. Технология изготовления облицовочных плиток, как фаянсовых, так и майоликовых, заключается в следующем. Исходная сырьевая масса тщательно сортируется, дозируется и перемешивается. Формование плиток осуществляют в прессах, после формования их подвергают сушке и обжигу. После обжига их покрывают глазурью и обжигают вторично. Обожженные плитки сортируют по размерам, типу, сортам, цвету и т.д. К облицовочным плиткам предъявляются следующие требования: водопоглощение не более 6 %, они должны быть термически стойкими, иметь правильную геометрическую форму, четкие грани и углы без выбоин и трещин. Применяют плитки в помещениях, требующих повышенной чистоты, а также для облицовки санитарных узлов, кухонь и помещений с повышенной влажностью. 
        Плитки керамические для полов широко применяют в гражданском строительстве для устройства полов в помещениях с влажным режимом эксплуатации и повышенной интенсивностью движения (в санитарных узлах; кухнях, вестибюлях, коридорах, на предприятиях химической промышленности и т.д.). Полы из керамических плиток долговечны, гигиеничны, хорошо сопротивляются истиранию, легко моются.

 

 

е) Вопрос №73. Характеризируйте пути экономии цемента в строительстве.

Рекомендуются следующие  способы экономии цемента в строительстве.

1. Приготовление бетона  ступенчатым способом:

а) предварительной обработкой смеси цемента, песка и воды на бегунах или же домолом цемента на вибромельнице — для получения цементасверхтонкого помола;

б) последующим перемешиванием всех составных частей бетона в бетономешалке. Это может дать экономию цемента до 40%. Применение пластификаторов (или тонкомолотых добавок), дающее экономию до 25% цемента. Наиболее эффективны в бетонах следующие пластификаторы: ЦНИПС-1, представляющий собой твердый омыленный древесный пек, и БС-4. В качестве пластификаторов применяют также пластичную глину, известь, соапсток (отходы мыловарения). Пластификатор повышает удобоукладываемость тощих бетонов, морозостойкость бетонов и экономит цемент.

2. Широкое внедрение сборных  конструкций, покрытий и перекрытий  с вкладышами из керамических и других блоков, сводов-оболочек и т. д.

3. Сосредоточение приготовления  бетона и раствора на центральном  бетонорастворном заводе или  установке.

4. Весовая дозировка цемента.

 

 

ж) Вопрос №87. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества, как их изготавливают и какие материалы получают на их основе?

Магнезиальными вяжущими называют порошкообразные материалы, в состав которых входит оксид магния. К ним относят каустический магнезит и каустический доломит. Каустический магнезит получают из природного магнезита, каустический доломит — из природного доломита. 

Природный магнезит — горная порода, состоящая из углекислой соли магния MgCO₃, содержащая различные примеси: глину, кремнезем, углекислый кальций. 

Природный доломит — горная порода, представляющая собой двойную углекислую соль кальция и магния CaCO₃ · MgCO₃. Она содержит также глинистые и другие примеси.

Изготовление магнезиальных вяжущих заключается в обжиге и помоле исходного сырья. Обжиг ведут в шахтных и вращающихся печах, помол — в шаровых мельницах. Разложение магнезита происходят при температуре 700-800 °С по реакции MgCO₃ = MgO + CO₂. Доломит разлагается при температуре 600-700 °С на MgO и СO₂. СаСО₃ не разлагается и остается балластом. Схватывание и твердение магнезиальных вяжущих происходит по реакции: MgO + H₂O = Mg(OH)₂.

В отличие от других вяжущих они  затворяются не водой, а растворами хлористого магния MgCl₂ x 6H₂O или сернокислого магния MgSO₄ x 7H₂O. Эти соли повышают растворимость MgO, и скорость взаимодействия ее с водой возрастает. Получаются высокопрочные изделия.

При затворении хлористым магнием соотношение между компонентами принимается следующим: 62-67% MgO и 33-38% MgCl₂ x 6H₂O. При затворении сернокислым магнием MgO берется 80-84%, a MgSO₄ x 7H₂O в пересчете на MgSO₄ — 16-20%.

Каустический магнезит — вяжущее вещество с насыпной плотностью 700-850 кг/м³, с началом схватывания 20 мин и концом — не позже 6 ч, быстротвердеющее, с прочностью, на сжатие в возрасте 28 суток — 40-60 МПа (может достигать 80-100 МПа).

Каустический доломит имеет насыпную плотность 1050-1100 кг/м³, начало схватывания — 3-10, конец — 8-20 ч, прочность при сжатии — 10-30 МПа.

Магнезиальные цементы применяют для изготовления фибролита, ксилолита, искусственного мрамора, штукатурок, теплоизоляционных материалов, лестничных ступеней, проступей, подоконных досок и других строительных изделий, оснований под чистые полы, скульптурных изделий, а также для получения точильных и литографских камней, искусственных жерновов и для ряда других целей. Известны также теплоизоляционные материалы, изготовляемые из каустического магнезита и асбеста (асбестомагнезиальные плиты) или из каустического доломита и асбеста (совелит).

 

з) Вопрос №101. Перечислите основные направления использования отходов промышленности в производстве строительных материалов. 

Прогресс в строительстве невозможен без создания новых эффективных строительных материалов с использованием техногенных отходов промышленности, малоэнергоемких и экологически чистых производств. Промышленность строительных материалов - одна из энерго- и ресурсоемких отраслей. Доля сырья в себестоимости продукции промышленности строительных материалов достигает 50% и более. Снижение затрат на производство материалов связано с широким вовлечением отходов других отраслей промышленности, что позволяет достичь существенной экономии природного сырья и улучшить экологическую обстановку в регионах накапливания техногенных отходов. Установлено, что использование промышленных отходов, многие из которых по своему составу и свойствам близки к природному сырью, позволяет покрыть до 40% потребности строительства в сырьевых ресурсах, на 10-30% снизить затраты на изготовление строительных материалов по сравнению с их производством из природного сырья.

Основными источниками многотоннажных отходов являются горно-обогатительная, металлургическая, химическая промышленность, промышленность строительных материалов, энергетический и агропромышленный комплексы, лесная, деревообрабатывающая, текстильная отрасли, бытовая деятельность человека. Все отходы можно разделить на две группы: минеральные и органические. Первостепенное значение для производства строительных материалов имеют минеральные отходы, их больше и они лучше изучены. В зависимости от преобладающих химических соединений различают отходы силикатные, карбонатные, известковые, гипсовые, железистые, цинкосодержащие, щелочесодержащие и т.д. Силикатные отходы, можно разделить в зависимости от процентного содержания кислых и щелочных оксидов на ультраосновные, основные, средние, кислые, ультракислые. Чем выше основность, тем выше гидравлическая активность отходов. Большая часть минеральных отходов состоит преимущественно из силикатов и алюмосиликатов кальция и магния. Первое место по объему среди отходов черной металлургии занимают доменные, мартеновские, ферромарганцевые шлаки побочный продукт при выплавке чугуна из железных руд. Выход шлаков 0,4-0,65 т на 1 т чугуна. В производстве строительных материалов используется до 75% общего количества доменных шлаков. Основным потребителем является цементная промышленность. Ежегодно она перерабатывает миллионы тонн гранулированного доменного шлака. Грануляция наиболее ранний и освоенный вид первоначальной переработки доменного шлака. Она заключается в быстром охлаждении шлакового расплава, в результате чего шлак приобретает стекловидную структуру и, соответственно, высокую активность. Сталеплавильные шлаки применяются меньше из-за неоднородности и непостоянного химико-минералогического состава. Шлаки черной металлургии идут в дело при производстве портландцемента (клинкера), шлакопортландцемента, смешанных бесцементных вяжущих, заполнителей для бетонов, шлаковой ваты, шлакоситаллов и т.д. Шлаки медеплавильных печей, никелевого производства, свинцовой шахтной плавки, а также шламы боксидный, нефелиновый, каолиновый, бокситонефелиновый и др. незаменимы в производстве вяжущих автоклавного твердения, портландцементного клинкера, нефелинового цемента, материалов для укрепления грунтов, огнеупоров, теплоизоляционных материалов. Шлаки и золы тепловых электростанций (ТЭС) минеральный остаток от сжигания твердого топлива. Гипсовые отходы химической промышленности, содержащие сульфат кальция в той или иной форме, фосфогипс, фторгипс, титаногипс, борогипс, сульфогипс позволяют частично заменить традиционное гипсовое сырье. Отходы древесины и лесохимии кора, пни, вершины, ветви, сучья, горбыль, стружки, щепа, опилки, лигнин, скоп и т.д. ежегодно составляют около 500 млн. м3 , из них 160 млн. м3 остаются на лесосеках, 120 млн. м3 теряются при последующей деревообработке. Лишь 1/6 часть всех отходов перерабатывается для целлюлозно-бумажной промышленности и промышленности строительных материалов. Из таких отходов производят арболит, фибролит, ДВП, ДСП, столярные плиты, опилкобетон, ксилолит, клееные изделия, щитовой паркет, дрань, лигноуглеводные древесные пластики, королит, блоки из сучков, плиты из цельной коры, выгорающие добавки, пластифицирующие добавки, отделочные материалы, кровельный картон и т.д. Отходами промышленности строительных материалов являются цементная пыль, каменная пыль и крошка, кирпичный бой, бракованный и старый бетон и т.д. Отходы бетона и железобетона, кроме бетонного лома, содержат миллионы тонн металлов. Разработаны различные технологии разрушения строительных конструкций, а также специальное оборудование для переработки некондиционного бетона и железобетона. Отходы используют при производстве портландцемента, заполнителей для бетонов, минерального наполнителя, добавок, смешанных вяжущих веществ и т.д.