Материаловедение строительное

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ И ТЕХНОЛОГИЯ
КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Задания на контрольную работу для студентов III курса

специальности 271501.65 - Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

специализации: Управление техническим состоянием железнодорожного пути (ЖУ)

Вариант 1

Задачи

1. Масса сухого образца 76г. После насыщения образца водой его масса составила 79г. Определить среднюю плотность и пористость камня, если водо- поглащение по объему его составляет 8,2 %, а истинная плотность твердого вещества равна 2,68 г/см .
2. Определить выход сухой извести-кипелки из 20 т известняка, содержащего 6 % глинистых примесей.
3. При проектировании состава цементного бетона средняя плотность его оказалась 2250 кг/м , номинальный состав по массе был 1:2:4 при В/Ц = 0,5. Определить расход составляющих материалов на 1 м бетона, если в момент приготовления бетонной смеси влажность песка была 7 %, а щебня - 4 %.

Вопросы

1. Поясните различие понятий «минерал» и «горная порода».
2. Выветривание горных пород, меры защиты от выветривания камня в конструкциях.
3. Что служит сырьем и какова технология производства портландцемента (мокрый способ).
4. Превращения, происходящие при нагревании в глине.

5. Что является сырьем для производства гипса?

Задачи

Вариант 2

1. При стандартном испытании красного кирпича на изгиб оказалось, что его предел прочности равен 3,53 МПа. Определите, какое показание манометра пресса соответствовало этому напряжению, если диаметр поршня у пресса был равен 9 см.
2. Определить среднюю плотность известкового теста, в котором содержится более 56 % воды (по массе), если истинная плотность известки-кипелки равна 2,08 г/см .
3. Для приготовления пробного замеса бетона в лаборатории отвесили 3 кг цемента, 6,5 кг песка, 14 кг гравия, добавили 1,8 воды и после перемешивания получили бетонную смесь с осадкой конуса ОК = 2 см. Поскольку заданная подвижность составляла 5 - 6 см в пробный замес 2 раза добавляли по 10 % цемента и воды. Средняя плотность бетонной смеси составила 2320 кг/м . Определить состав бетона по массе.

Вопросы

1. Водостойкость материалов и ее значение; примеры водостойкости материалов.
2. Породообразующие минералы осадочных горных пород и их основные свойства.
3. Производство глиняного кирпича способом пластического формирования.
4. Шлакопортланлцемент состав, свойства и области применения.
5. Строительный гипс: получение, свойства и применение.

Вариант 3

Задачи

1. Определить коэффициент размягчения и дать заключение о водостойкости ракушечника, если известна разрушающая нагрузка при испытании образца в сухом состоянии на гидравлическом прессе - 82100 кг, площадь образца 400см . После насыщения водой прочность камня уменьшилась на 25 %.
2. Определить среднюю плотность и пористость гипсового камня с влажностью 8 %. При твердении происходит увеличение объема камня на 1 %. Истинная плотность вяжущего вещества 2,6 г/см³, истинная плотность камня 2,2 г/см , водогипсовое отношение 0,5.
3. Бетон через 7 суток твердения в нормальных условиях имел прочность 15 МПа, а после тепловлажностной обработки прочность при сжатии оказалось

16,5 МПа. Рассчитать, какую часть (в процентах) от марки бетона составила его прочность после пропаривания.

Вопросы

1. Виды известковых вяжущих веществ.
2. Назовите горные породы, состоящие в основном из карбонатов, сульфатов кальция, сульфатов магния и используемые для производства минеральных вяжущих материалов.
3. Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется?
4. Что представляют собой магнезиальные вяжущие вещества и в чем их отличие от других вяжущих?
5. Что такое портландцемент? Его химический состав и особенности технологии производства по сухому способу.

Вариант 4

Задачи

1. Определить пористость горной породы, если известно, что ее водопоглощение по объему в 1,7 раза больше водопоглощения по массе, а истинная плотность твердого вещества равна 2,6 г/см .
2. Определить пористость цементного камня при водоцементном отношении В/Ц = 0,6; если химически связанная вода составляет 16% от массы цемента, истинная плотность которого 3,1 г/см³.
3. Номинальный состав бетона по объему оказался 1:2,5:3,1, водоцементное отношение В/Ц = 0,45. Определить количество составляющих материалов на 100 м бетона, если на 1м расходуется 390 кг цемента, влажность песка и гравия в момент приготовления бетонной смеси была соответственно 0,5 и 2,0%. Средняя плотность цемента в насыпном состоянии - 1,3 т/м , гравия - 1,51 т/м , а песка - 1,63 т/м .

Вопросы

1. Г ипсовые вяжущие вещества.
2. Пластичность глин и способы ее повышения.
3. Жидкое стекло: получение, свойства, область применения.
4. Приведите примеры гидравлических добавок и укажите их назначение.
5. Что такое керамзит, каковы его свойства и для каких целей он применяется в строительстве?

Задачи

Вариант 5

1. Определить среднюю плотность каменного образца неправильной формы, если на воздухе он весил 80 г. Масса образца в воде после парафинирования составила 39 г. Расход парафина на покрытие образца составляет 12,3 г, а его истинная плотность 0,93 г/см .
2. Определить количество известкового теста по массе и объему, имеющего 60% воды и полученного из 2,5 г извести-кипелки. Активность которой 86%. Средняя плотность теста 1420 кг/м .
3. Гранитный щебень фракции 10-20 мм имеет среднюю плотность 1450 кг/м . Сколько следует взять кварцевого песка насыпной плотностью 1600 кг/м для получения минимальной пустотности смеси щебня и песка? Какова расчетная пустотность этой смеси? Истинная плотность зерен 2650 кг/м .

Вопросы

1. Морозостойкость и определяющие ее факторы.
2. Какие добавки и для каких целей вводятся в глину при изготовлении керамического красного кирпича.
3. Каменное литье. Технология производства, свойства, область применения изделий.
4. Процессы, протекающие при твердении гашеной и негашеной извести.
5. Виды портландцементов.

Вариант 6

Задачи

1. Сухой образец известняка при испытании на сжатие разрушился при показании манометра 1200 атм. Определить предел прочности при сжатии образца в насыщенном водой состоянии, если известно, что коэффициент размягчения равен 0,7, а площадь образца в 1,5 раза больше площади поршня гидравлического пресса.
2. Определить количество известкового теста (по массе и объему), содержащего 50% воды и полученного из 1,2 т извести-кипелки. Имеющей активность 90% (средняя плотность теста 1400 кг/м ).
3. Бетон в 7-дневном возрасте показал предел прочности на сжатие 20 МПа. Определить активность цемента, если водоцементное отношение В/Ц = 0,4. Заполнитель рядовой.

Вопросы

1. Изменение свойств строительных материалов при увлажнении.

2. Главнейшие глубинные породы: минералогический состав, структура, плотность, прочность при сжатии и область применения.
3. Керамические изделия с плотным черепком и их основные свойства.
4. Пуццолановый портландцемент: состав, свойства, применение.
5. Виды известковых вяжущих веществ.

Вариант 7

Задачи

1. Масса сухого образца из ракушечника 300г. После насыщения его водой масса увеличилась до 390 г. Найти пористость и объемное водопоглощение ракушечника, если истинная плотность его 2,4 г/см , а объем образца составляет 250 см .
2. Масса гипсового камня 10 т, его влажность - 5% (по массе), содержание примесей составляет 15%. Определить массу гипсового вяжущего, полученного из этого сырья.
3. Определить минимальную необходимую емкость бетономешалки и среднюю плотность бетонной смеси, если при одном замесе получается 2 т бетонной смеси состава 1:2:4 (по массе) при В/Ц = 0,6 и коэффициенте выхода К=0,7. Насыпная плотность использованных материалов: песка - 1,8 т/м , щебня - 1,5 т/м и цемента - 1,3 т/м .

Вопросы

1. Охарактеризуйте технические свойства горных пород осадочного происхождения, применяемых в строительстве.
2. Керамические плитки для полов и их свойства
3. Листовое стекло: сырье, производство, свойства, применение.
4. Магнезиальные вяжущие вещества.
5. Теория твердения строительного гипса (по А.А. Байкову)

Вариант 8

Задачи

1. Масса камня в сухом состоянии - 60 г, при насыщении водой она составляет 70 г. Определить среднюю плотность водопоглащения по массе и пористость камня, если объемное водопоглащение составляет 21%, а истинная плотность - 2,4 г/см .
2. Определить содержание извести и воды (по массе) в 1 м³ известкового теста, если средняя плотность составляет 1400 кг/м³, истинная плотность пушенки - 2400 кг/м³ .
3. Взята проба влажного песка весом 1 кг. Истинная плотность зерен песка - 2,62 г/см³. Проба высыпана в однолитровый мерный цилиндр, наполненный

водой до уровня 500 мл. После погружения песка вода поднялась до 900 мл. Определить влажность песка.

Вопросы

1. Классификация материалов по температуре применения.
2. Главнейшие излившиеся горные породы: минералогический состав, плотность, прочность при сжатии и область применения (данные представте в виде таблицы).
3. Процессы, происходящие в глине при нагревании.
4. Способы изготовления и свойства керамических облицовочных плиток.
5. Гипсовые вяжущие вещества.

Вариант 9

Задачи

1. Во сколько раз пористость камня А отличается от пористости камня В, если известно, что истинная плотность твердого вещества обоих камней практически одинакова и составляет 2,72 г/см . Средняя плотность камня А на 20% больше, чем камня В, у которого водопоглащение по объему в 1,8 раза больше водопоглащения по массе.
2. Определить расход глины по массе и объему для изготовления 250 шт. кирпиче, имеющих среднюю плотность - 1780 кг/м . Средняя плотность сырой глины - 1610 кг/м (при влажности 13%). Потери кирпича по массе при обжиге составляют 8,5 % от массы сухой глины.
3. Определить номинальный состав (по объему) и расход материалов на 1 м³ плотного бетона, если номинальный состав его по массе 1:2,2:5,1 при В/Ц -

0. 7. Принять при расчетах, что материалы сухие и имеют следующие плотности в насыпанном состоянии: песок - 1600, щебень - 1450 и цемента - 1300 кг/м . Коэффициентом выхода нужно задаться.

Вопросы

1. Минералы, обеспечивающие природному камню повышенную прочность при ударном воздействии нагрузки, свойства этих минералов.
2. Добыча и обработка горных пород
3. Различия в технологии производства глиняного кирпича способами пластического и полусухого формирования.
4. Гипсовые вяжущие вещества: технология производства варкой и автоклавной обработкой, зависимость свойства гипса от способа получения.
5. Преимущества применения молотой извести-кипелки перед гашеной изве

стью.

Вариант 10

Задачи

1. Образец базальта массой 109 г после парафинирования имел массу на воздухе 112г, а при взвешивании в воде - 73,5 г. Определить его среднюю плотность, принимая истинную плотность парафина 0,93 г/см .
2. Кирпич глиняный обыкновенный стандартных размеров марки «125» имеет массу 3.3 кг и истинную плотность 2,5 г/см^{2 3}. Найти пористость кирпича и сделать заключение о допустимости его применения для кладки стен жилых и гражданских зданий.
3. На 1 м бетона расходуется 290 кг цемента, 610 кг песка, 1220 кг щебня и 180 л воды. При твердении цементом связывается 10% воды. Определить пористость и прочность бетона на сжатие в 28-дневном возрасте. Марка цемента «400». Заполнитель высокого качества.

Вопросы

1. Как образовались глины в природе, и каковы их основные свойства?
2. Метаморфические горные породы: происхождение, минералогический состав, свойства и применение в строительстве.
3. Добавки, вводимые в глины при изготовлении керамических изделий, их назначение.
4. Гипсовые вяжущие вещества: сырье, способы производства, свойства и применение.
5. Отличие воздушной извести то гидравлической.

Вариант 11

1. Вычертить диаграмму состояния системы «свинец - олово»

Укатать линии ликвидуса и солцдуса. а также структурно-фазовый состав областей. Для сплава, содержащего 50% Sn. построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для данного сплава определить количественное соотношение структурных составляющих при температуре 200° С и схематично изобразить структуру,

2,  Вычертить диаграмму состояния «Fe — Fe₃C>>                        Указать

структур но-фазовый состав областей, Построить кривую охлаждения н описать превращения для сплава, содержащего 4.3% С. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

Вариант 12

1, Вычертить диаграмму состояния системы «цинк — олово»

Указать линии ликвидуса и солндуса. а также структуры о-фазовый состав областей. Для сплава, содержащего 40% Zii. построить кривую охлаждеши и описать происходящие при охлаждении превращения. Для данного сплава определить количественное соотношение структурных составляющих при температуре 250^е С. Схематично изобразить и описать структуру сплава,

■2' Вычертить диаграмму состояния «Fe — Fe₃C»                         Указать

структурно-фазовый состав областей, Построить кривую охлаждения н описать превращения для сплава, содержащего 0,2% С.

Вариант 13

1, Вычертить диаграмму состояния системы «медь - серебро»

Указать линии ликвидуса и солндуса. а также структурно-фазовый состав областей. Для сплава, conq^aniero 40% As. построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения, определить количественное соотношение структурных составляющих при температуре 900° С. Зарисовать и описать структуру заданного сплава,

2' Вычертить диаграмму состояния «Fe — Fe₃C»                            Указать

структурно-фазовый состав областей. Построить кривую охлаждения н описать превращения для сплава, содержащего 3.0% С. Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

Вариант 14

1. Bbi4qmiTb диаграмму состояния системы «алюминий - медь»

Указать линии ликвидуса и солидуса. а также структурно-фазовый состав областей. Для сплава, содержащего 40% Си. построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения, определить количественное соотношение и состав фаз при тезигературе 550° С. Зарисовать и описать структуру заданного сплава.

2. Вычертить диаграмму состояния системы «Fe — FejC»              Указать

структур но-фазовый состав областей. Построить кривую охлаждения и описать превращения для сплава, содержащего 0.4% С, Схематично изобразить и описать структуру заданного сплава.

Вариант 15

1. . Вычертить диаграмму состояния системы «Fe — Fe^C»

Указать структурно-фазовый состав областей диаграммы. Для сплава, содержащего 0,6% С. построить кривую охтаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Схематично изобразить и описать структуру сплава.

2. .Вычертить диаграмму состояния системы «свинец — сурьма»

Указать линии ликвидуса и солидуса. а также структурно-фазовый состав областей диаграммы. Для сплава, содержащего 50% Sb. построить кривую охтаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для данного сплава определить количественное соотношение структурных составляющих при температуре 300° С. Зарисовать и описать структуру сплава.

Вариант 16

1. .Вычертить диаграмму состояния «Fe - Fe₃C»                           Указать

структур но-фазовый состав областей диаграммы, Построить кривую охлаждения и описать происходящие при -этом превращения для сплава, содержащего 1.0 % С. Зарисовать и описать структуру заданного сплава.

2. .Вычертить диаграмму состояния системы «медь — серебро»

Указать линии ликвидуса и солпдуса. а также структурно-фазовый состав областей. Для сплава, содержащего 80                         % Ag, построить кривую

охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для заданного сплава определить количественное соотношение и состав фаз при температуре 800^&С. Зарисовать н описать структуру сплава.

Вариант 17

1.  .Вычертите диаграмму состояния «Fe—Fe^C»                                                                        Указать структурно-фазовый состав областей. Построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения для сплава, содержащего 1.2 % С. Зарисовать и описать структуру сплава.
2. .Вычертить диаграмму состояния системы «цинк — олово»

Указать лннни ликвидуса и солпдуса. а также структурно-фазовый состав областей диаграммы. Для сплава, содержащего 80 % Zn. построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для заданного сплава определить количественное соотношение и состав фаз при температуре ЗОО^С. Зарисовать и описать структуру сплава.

Вариант 18

1.  .Вычертить диаграмму состояния «Fe—FejC»                                                            Указать сплавы эвтек-тондного и эвтектического состава. Схематично изобразить и описать эти структуры с указанием обших и отличительных признаков.
2. .Вычертить диаграмму состояния системы «медь — серебро»

Указать линии ликвидуса и солидуса. а также структурно-фазовый состав областей диаграммы. Для сплава, содержащего 30% Ag, построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для заданного сплава определить количественное соотношение и состав фаз при температуре 800°С. Зарисовать и описать структуру сплава.

Вариант 19

1. .Вычертить диаграмму состояния «Fe — Fe₃C»                           Указать

структур но-фазовый состав областей. Построить кривую охлаждения и описать происходящие при этом превращения для сплава, содержащего 0,8% С. Схематично изобразить и описать структуру сплава.

2. .Вычертить диаграмму состояния системы «свинец - олово»

Указать линии ликвидуса и солидуса. а также структурно-фазовый состав областей диаграммы. Дтя сплава, содержащего 10% Sn. построить кривую охлаждения и описать происходящие при охлаждении превращения. Для данного сплава определить количественное соотношение и состав фаз при температуре 300° С. Зарисовать и описать структуру сплава.