Гідрофізичні властивості

1.2. Гідрофізичні властивості

11. Маса сухого матеріалу m=90,9 кг. При зволоженні матеріалу до деякої початкової вологості маса його зросла до m_в=100 кг. Якою повинна бути маса матеріалу при зволоженні його до w=20%?

Знаходимо початкову вологість матеріалу:

.

Масу матеріалу m_w при w=20% знайдемо з виразу вологості:

.

12. Сорбційна вологість ніздрюватого бетону змінюється зі зміною відносної вологи повітря. При середній густині ніздрюватого бетону в сухому стані r_о.с.=500 кг/м³ сорбційна волога бетону по об’єму при відносній вологості повітря 40% складає w_o=1,4%; 80% – 2,9 і 100% – 9,4%. Знайти середню густину ніздрюватого бетону при різній відносній вологості повітря.

Для переводу вологості матеріалів по об’єму (w_o) до вологості по масі (w_m) використовують формулу:

.

При відносній вологості повітря 40 % –

; 80% – ; 100% – .

Середня густина ніздрюватого бетону при відносній вологості повітря:

40% – ;

80% – ;

100% – .

13. Повітряно–суха деревина при вологості w = 20% має середню густину r_о.w.=670 кг/м³. При насиченні її під тиском середня густина збільшилась до r_о.w.=1300 кг/м³. Визначити відкриту пористість деревини.

Маса 1 м³ абсолютно сухої деревини:

.

Кількість поглинутої води m_в=r_о.w.–r_о=1300–536=764 кг, або v_в=0,764 м³.

Об’єм води, поглинутої під тиском, відповідає об’єму відкритих пор в деревині.

Відкрита пористість деревини П=v_в×100=0,764×100=76%.

14. Водопоглинання бетону по масі і об’єму дорівнює відповідно w_m=4,2%; w_o=9,5%. Знайти загальну пористість бетону при його дійсній густині r=2,7 г/см³.

Середня густина бетону r_о=w_o/w_m=9,5/4,2=2,26 г/см³, або r_о=2260 кг/м³.

Загальна пористість бетону:

.

15. Маса зразка каменю з дійною густиною r=2,5 г/см³ в сухому стані m=100 г. Після водонасичення маса склала m_н=110 г і об’ємне водопоглинання – w_o=20%. Визначити пористість каменя.

Водопоглинання по масі:

.

Середня густина каменя r_о=w_o/w_m=20/10=2, що відповідає r_о=2 г/см³, або r_о=2000 кг/м³.

Пористість каменя П=(1–r_o/r)^.100=(1–2/2.5)^.100=20%.

16. Визначити коефіцієнт насичення пор цегли розмірами 250´120´65 мм з дійсною густиною r=2,6 г/см³ і масою в сухому стані m=3,5 кг, якщо після витримування у воді маса цегли стала рівною m_в=4 кг.

Коефіцієнт насичення k_н рівний відношенню водопоглинання по об’єму до пористості матеріалу.

Водопоглинання цегли по масі:

.

Об’єм цегли v_ц=25´12´0,65=1950 см³.

Середня густина цегли r_о=m/v_к=3500/1950=1,8 г/см³, або 1800 кг/м³.

Водопоглинання цегли по об’єму w_o= w_m×r_о=14,3×1,8=25,7%/

Загальна пористість цегли П=(1–r_o/r)^.100=(1–1,8/2,6)^.100=30,8%.

Коефіцієнт насичення k_н=w_o/П=25,7/30,8=0,83.

17. Керамічна каналізаційна труба зовнішнім діаметром D_з=460 мм, внутрішнім діаметром D_в=400 мм і довжиною l=800 мм знаходиться на випробуванні під гідравлічним тиском Р=0,3 МПа. За добу крізь стінки труби просочилось v_в=37 см³ води. Розрахувати коефіцієнт фільтрації керамічної труби.

Площа внутрішньої поверхні труби S=p×Dв×l =3,14×40×80= =10000 см³.

Товщина труби:

або d=3 см.

Коефіцієнт фільтрації

,

або 1,54×10^–5 м/год.

Примітка: При розрахунках коефіцієнта фільтрації гідравлічний тиск Р виражається в метрах водяного стовпчика (Р=0,3 МПа=30 м вод. ст.).

18. У повітряно–сухому стані межа міцності вапняку R_с=9,5 МПа, а коефіцієнт його розм'якшення k_p=0,65. Визначити міцність вапняку в насиченому водою стані.

Міцність вапняку в насиченому водою стані R_н=k×R_c=0,65×9,5= =6,18 МПа.

19. Різниця тисків водяних парів в середині і ззовні приміщення DP_п=50 Па. Визначити коефіцієнт паропроникності стіни загальною площею S=30 м² і товщиною d=51 см, через яку за t=24 год. проходить m_п=54 г пари.

Коефіцієнт паропроникності знаходимо за формулою:

.