- •Тюменская государственная архитектурно-строительная академия Кафедра «Строительные материалы» дорожно-строительные материалы
- •Введение.
- •Общие методические указания.
- •Раздел 1. Методические указания по разделам программы курса.
- •Глава 1. Начальные сведения о материалах.
- •Структура строительных материалов.
- •Свойства строительных материалов.
- •1.3. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 2. Материалы на основе минерального сырья.
- •2.1. Природные каменные материалы.
- •2.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.2. Керамические материалы.
- •2.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.3. Неорганические вяжущие вещества.
- •2.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •2.4. Растворы и бетоны на основе неорганических вяжущих веществ.
- •2.5. Расчет состава тяжелого цементного бетона.
- •Основные этапы расчета:
- •I этап: Расчет ориентировочного (начального) состава бетона
- •Значение коэффициента а1 и а2
- •Коэффициент раздвижки зерен в зависимости от расхода цемента и в/ц
- •2.5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 3. Материалы на основе органических вяжущих.
- •3.1. Полимерные материалы.
- •3.1.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.2. Органические вяжущие вещества.
- •3.2.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.3. Дорожные бетоны на основе органических вяжущих материалов
- •3.3.1. Вопросы для самоконтроля.
- •3.4. Проектирование состава асфальтобетона.
- •Ориентировочный зерновой состав минеральной части
- •Глава 4. Материалы на основе древесины.
- •4.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Глава 5. Металлические материалы.
- •5.1. Вопросы для самоконтроля.
- •Раздел 2. Контрольное задание № 1.
- •Глава 6. Примеры решения задач.
- •6.1. Основные свойства.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •Задача.
- •6.2. Горные породы.
- •Задача:
- •Задача.
- •3. Задача.
- •6.3. Керамические материалы.
- •1.Задача.
- •2.Задача.
- •3.Задача.
- •6.4. Неорганические вяжущие.
- •Решение: После обжига масса сухого известняка
- •6.5. Цементные бетоны.
- •1. Задача.
- •Раздел 3. Контрольное задание № 2.
- •Глава 7. Примеры решения задач.
- •7.1. Материалы на основе древесины.
- •7.2. Органические вяжущие.
- •Вязкость разжиженного битума
- •На вязкость составленного дегтя.
- •7.3. Бетоны на основе органических вяжущих.
- •Технические требования к щебню (гост 8267-93).
- •Технические требования к песку (гост 8736-93).
- •Технические требования к минеральному порошку. (гост 16557-78)
- •Показатели прочности и морозостойкости щебня и гравия (гост 9128-97)
- •Показатели физико-механических свойств плотных и высокоплотных асфальтобетонов из горячих смесей (гост 9128-97)
- •Характеристика битумов нефтяных дорожных (гост 22245-90)
- •Литература.
6.2. Горные породы.
Задача:
При строительстве автомобильной дороги длиной 1 км, шириной проезжей части 7,5 м толщина щебеночного основания составляет 20 см. Коэффициент уплотнения щебня 1,2, коэффициент возможных потерь 1,04. Щебень гранитный со средней плотностью 2670 кг/м3.Насыпная плотность 1550 кг/м3. Сколько потребуется щебня и железнодорожных вагонов для его перевозки? Какова пустотность в щебне, отгружаемом в вагоны?
Решение: Объем щебеночного основания в уплотненном состоянии
Vуп = 1000 . 7,5 . 0,20 = 1500 м3.
Объем щебня в рыхлонасыпном состоянии
Vрыхл = 1500 .1,2 = 1800 м3.
Расход по объему
Щv = 1800 . 1,04 = 1872 м3.
Расход по массе
Щm = 1872 . 1550 = 2901600 кг = 2902 т.
Необходимое количество 60-тонных железнодорожных вагонов
n = 2902/60 = 48,3, т. е. 49 шт.
Пустотность щебня в вагоне
Vпуст = (1 - ) .100 = (1 - ) . 100 = 42 %.
Задача.
Ширина проезжей части автомобильной дороги составляет 7,5 м, толщина щебеночного основания 20 см. Коэффициент уплотнения щебня 1,2, коэффициент потерь 1,04. Имеется 100 60 – тонных вагонов щебня, пустотность которого 45 %, а средняя плотность зерен (без пустот) 2670 кг/м3. Сколько погонных метров основания можно построить?
Решение: В формулу для определения пустотности
Vпуст = (1 - ) . 100 %
Подставляем известные значения величин:
45 = (1 - /2670) . 100, тогда = 1470 кг/м3.
Объем щебня в вагоне
Vщ = 60000/1470 = 40,8 ≈ 41 м3.
Объем поставляемого щебня
Vщ = 100 . 41 = 4100 м3.
Объем устраиваемого щебеночного основания
Vосн = 4100/(1,2 . 1,04) = 3285 м3.
Количество погонных метров щебеночного основания
L = 3285/(7,5 . 0,2) = 2190 м.
3. Задача.
При испытании на сжатие образца-кубика осадочной горной породы со стороной а = 5 см максимальное давление по манометру гидравлического пресса р = 2 МПа. Диаметр поршня пресса D = 38 см. На преодоление вредных сопротивлений ненагруженного поршня данного пресса затрачивается сила N1 = 4100 Н, а в процессе нагружения поршня расходуется N2 = 0,002 р. Определить разрушающее усилие Fр, предел прочности при сжатии образца горной породы и ее марку.
Решение: Разрушающее усилие
Nр = ρπD2/4 – N1 – N2 = р . 3,14 . 0,382/4 – 4100 – 0,002 р = 0,1133 р – 4100 – 0,002 р = 0,1113 р – 4100 = 0,1113 . 2 . 106 – 4100 = 218500 Н = 218,5 кН.
Предел прочности при сжатии
Rсж = Nр/А = 218500/0,052 = 87 . 106 Па = 87 МПа.
Следовательно, марка горной породы – «800».
6.3. Керамические материалы.
1.Задача.
При испытании кирпича пластического формования получены следующие результаты: среднее значение предела прочности при сжатии 16 МПа; минимальный предел прочности при сжатии отдельных образцов 12,5 МПа; предел прочности при изгибе 2,9 МПа; минимальный предел прочности при изгибе отдельных образцов 1,6 МПа; количество кирпича с отклонениями по внешнему виду, превышающими допускаемое, равно 8%. Установить марку кирпича и оценить его качество (таблица требований к прочности кирпича по ГОСТ 530-95 приведена в приложении ).
Решение: Кирпич по пределу прочности при сжатии и изгибе относится к марке «150». Однако он не удовлетворяет требованиям ГОСТ 530-95 (приложение) по внешнему виду и поэтому приемке не подлежит.