Byggnadsmaterial med statistik Provmoment: TENTAMEN Ladokkod: A146TG (41BS01) H17-1 Tentamen ges för: BYGGING. ÅK 2 TentamensKod: Tentamensdatum: 24:e oktober 2017 Tid: 14:00 18:00 Hjälpmedel: Skrivdon, ritdon, miniräknare och formelsamling som bilaga i tentamensett För att få respektive betyg krävs: 50 % godkänd tentamen och betyg 3 75 % betyg 4 90 % betyg 5 Allmänna anvisningar: Tentamensuppgifterna besvaras genom att rätt svar ur en svarslista kryssas i. Det finns bara ett korrekt svar. Poäng för rätt svar 5, om ej annat anges vid frågan. Om fel svar, inget svar eller flera svarsalternativ är ikryssade ger detta -1 poäng. Svarsalternativet Vet ej ger 0. Om man ångrar sitt svar ska hela svarsalternativet inklusive kryss-rutan strykas över med ett horisontalt streck. Glöm inte att lämna in tentamen med dina svar. Separata lösningsförslag ska INTE lämnas in. Rättningstiden är i normalfall 15 arbetsdagar, till detta tillkommer upp till 5 arbetsdagar för administration, annars är det detta datum som gäller: Viktigt! Glöm inte att skriva Tentamenskod på alla blad du lämnar in. Lycka till! Ansvarig lärare: Telefonnummer:
1. Ett prov har torrmassan 2173 g och efter vacuummättning väger provet 2525 g. Vilket är provets fuktkvot, u s, i mättat tillstånd? 1 117 % < u s 90 % 2 90 % < u s 65 % 3 65 % < u s 42 % 4 42 % < u s 15 % 5 15 % < u s 0 % 2. Vad är den öppna porvolymen, V Pö, för provet i (1)? (antag att alla öppna porer är vattenfyllda när provet är mättat) 1 300 cm 3 V pö < 600 cm 3 2 600 cm 3 V pö < 900 cm 3 3 900 cm 3 V pö < 1200 cm 3 4 1200 cm 3 V pö < 1500 cm 3 5 V pö 1500 cm 3 3. Provet i (1) vägs i mättat tillstånd under vatten och vikten bestäms till 672 g. Vad är provets torrdensitet 0? 1 0 < 1200 kg/m 3 2 1200 kg/m 3 0 1400 kg/m 3 3 1400 kg/m 3 < 0 1700 kg/m 3 4 1700 kg/m 3 < 0 2000 kg/m 3 5 0 > 2000 kg/m 3 4. Provet i (1) krossas och mals ned till ett pulver. Kornstorleken på pulvret bedöms efter en tids nedmalning vara tillräckligt liten så att alla porer är öppna. Av helt torrt pulvret tas 313 g och läggs i en pyknometer. I pyknometern blandas material-pulvret fullständigt med vatten. Helt fylld med vätska (pulver + vatten) bestäms pyknometerns vikt till 1012 g. Tom och helt torr väger pyknometern 351 g och dess volym är 459 ml. Vad är provets kompaktdensitet, k? 1 k < 2650 kg/m 3 2 2650 kg/m 3 k 2700 kg/m 3 3 2700 kg/m 3 < k 2750 kg/m 3 4 2750 kg/m 3 < k 2800 kg/m 3 5 k > 2800 kg/m 3
5. En betong skall proportioneras. Beställarens krav är en tryckstyrka f c = 25 MPa och konsistens plastisk P (S1). Fin och grov ballast ges i figurer 25a och 25b. Figur 5a. Finkornig ballast naturgrus Figur 5b. Grovkornig ballast makadam Hur många kg ballast med fraktion större än 16 mm finns det i 1000 kg makadam (5)? 1 < 300 kg 2 mellan 300 kg och 400 kg 3 mellan 400 kg och 500 kg 4 mellan 500 kg och 600 kg 5 > 600 kg 6. Med den givna ballasten (5) vilket blandningsförhållande ska användas för sand (d 4mm) och sten (d > 4mm)? 1 35 % sand och 65 % sten 2 38 % sand och 62 % sten 3 42 % sand och 58 % sten 4 45 % sand och 55 % sten 5 50 % sand och 50 % sten 7. Med en föreskriven stenhalt i ballasten på 55%, vilket blandningsförhållande ska användas för Grus 0/8 och Makadam med kornfördelningar enligt figur 5a och 5b? 1 35 % Grus 0/8 och 65 % Makadam 2 40 % Grus 0/8 och 60 % Makadam 3 45 % Grus 0/8 och 55 % Makadam 4 50 % Grus 0/8 och 50 % Makadam 5 60 % Grus 0/8 och 40 % Makadam
8. Med blandningsförhållande 50 % Grus 0/8 och 50 % Makadam, vilken finhetsmodul, FM, har ballastblandningen (5)? 1 FM < 4 2 4 FM < 4.5 3 4.5 FM < 5 4 5 FM < 5.5 5 5.5 9. Med en finhetsmodul FM = 4.7, hur mycket vatten krävs till att blanda en kubikmeter betong med konsistenskrav P (S1)? 1 < 165 kg 2 mellan 165 kg och 175 kg 3 mellan 175 kg och 185 kg 4 mellan 185 kg och 195 kg 5 > 195 kg 10. Med mängden vatten 175 kg/m 3 hur mycket cement krävs till betongblandningen (5)? 1 < 100 kg/m 3 2 mellan 100 kg/m 3 och 150 kg/m 3 3 mellan 150 kg/m 3 och 200 kg/m 3 4 mellan 200 kg/m 3 och 250 kg/m 3 5 > 250 kg/m 3 11. Med mängden vatten 185 kg/m 3 och med mängden cement 200 kg/m 3, hur många kg ballast ska blandas i en m 3 betongblandningen? (räkna med normalt luftinnehåll 2%) 1 < 1000 kg/m 3 2 mellan 1000 kg/m 3 och 1300 kg/m 3 3 mellan 1300 kg/m 3 och 1600 kg/m 3 4 mellan 1600 kg/m 3 och 1900 kg/m 3 5 > 1900 kg/m 3 12. Mängden vatten i betongblandning är en avgörande parameter både för arbetsbarheten hos färsk betong som för egenskaperna hos den härdade betongen. Vilket av följande påståenden är inte sant för en betongblandning där endast vattenmängden ändras? (mängden ballast, cement, och tillsatsmedel hålls konstant) 1 Ökad vattenmängd ökar risk för separation av betongblandningens faser. 2 Ökad vattenmängd ökar betongblandningen flytbarhet. 3 Ökad vattenmängd ökar andelen kapillärporer. 4 Ökad vattenmängd minskar värmeutvecklingen under härdning. 5 Ökad vattenmängd minskar den härdade betongens tryckhållfasthet.
13. Vilket av följande material ingår som del i cementklinkermineralen? 1 Gips CaSO 4 2H 2 O 2 Kalciumhydroxid Ca(OH) 2 3 Bränd kalk CaO 4 Kalksten CaCO 3 5 Koppar Cu 14. Hur definieras en betongblandnings hydratationsgrad? 1 Mängden kristallvatten i förhållande till total vattenmängd. 2 Mängden fullständigt reagerad cement i förhållande till total cementmängd. 3 Mängden av homogen betongblandning i förhållande till separationsmängd. 4 Mängden kapillärporer i den härdade betongen i förhållande till total luftinblandning. 5 Mängden kapillärporer i den härdade betongen i förhållande till total vattenmängd 15. Vad är fördelen med en självkompakterande betongblandning? 1 Den är mer kompakt och tät än vanlig betong. 2 Den innehåller mer grov ballast än vanlig betong. 3 Den innehåller mindre tillsatsmedel än vanlig betong. 4 Den kräver mindre vibrering än vanlig betong. 5 Den ger mindre värmeutveckling än vanlig betong. 16. Vilken av följande punkter beskriver kalkcykeln i korrekt följd? 1 Kalksten (CaO) bränns så att kalkpulver (CaOH) bildas, när detta reagerar med koldioxid bildas släckt kalk (Ca(OH) 2 ). 2 Kalksten (CaCO 3 ) vattenmättas så att osläckt kalk (Ca(OH) 2 ) bildas, när detta bränns bildas släckt kalk (CaO). 3 Kalksten (CaO) vattenmättas så att osläckt kalk (Ca(OH) 2 ) bildas, när detta torkar bildas släckt kalk (CaCO 3 ) som när den härdar åter bildar kalksten (CaO). 4 Kalksten (CaCO 3 ) bränns så att osläckt kalk (CaO) bildas, när detta vattenmättas bildas släckt kalk (Ca(OH) 2 ) som när den reagerar med koldioxid bildar kalksten (CaCO 3 ). 5 Kalksten (CaO) torkas så att osläckt kalk (CaCO 3 ) bildas, när detta vattenmättas bildas släckt kalk (Ca(OH) 2 ) som när den reagerar med koldioxid bildar kalksten (CaO). 17. Vilket av följande påstående gäller för ett hydrauliskt bindemedel? 1 Hydrauliskt bindemedel finns bara i flytande form. 2 Hydrauliskt bindemedel har högt ph och kräver koldioxid för att tillstyvna och härda. 3 Hydrauliskt bindemedel har en härdningsprocess som alltid startar från ytan och sedan sprider sig inåt i bindemedlet. 4 Hydrauliskt bindemedel tillstyvnar i vatten men härdar först när den är i kontakt med luft. 5 Hydrauliskt bindemedel härdar vid kontakt med vatten och är beständigt mot vatten.
18. En stålstång med diameter 8 mm provas mekaniskt. Dragkraften F, som krävs för att deformera sträckan X 0 (= 25 mm) X visas i figur 18 och mätvärden är tabellerade. Figur 18, Mätdata från dragprovning av stålstång. X [mm] F [kn] 0.000 0.000 0.018 7.540 0.036 15.080 0.050 15.180 0.125 15.080 0.250 14.979 1.000 15.381 2.000 22.619 3.000 27.445 4.000 29.858 4.500 30.159 5.500 28.953 6.500 25.334 7.000 22.619 Vilket av följande intervall täcker stålets dragstyrka, f t [MPa]? 1 f t 325 2 325 < f t 425 3 425 < f t 525 4 525 < f t 625 5 f t > 625 19. Vilket av följande intervall täcker stålets(18) flyttöjning, y [ ]? 1 y < 0.5 2 0.5 y < 1 3 1 y < 2 4 2 y < 4 5 y 4 20. För att bestämma stålets skjuvmodul mäts stålstångens(18) diameter med en micrometer. När stångens deformation är 0.036 mm är diametern 7.996 mm. Vilket av följande intervall täcker stålets skjuvmodul G [GPa] under förutsättning att stålets elasticitetsmodul är 210 GPa? 1 G < 90 2 90 G < 125 3 125 G < 160 4 180 G 215 5 G > 215
21. Om stången avlastades efter att den deformerats 3 mm vad skulle dess nya diameter d 1 [mm] vara? 1 d 1 < 7.5 2 7.5 d 1 < 7.7 3 7.7 d 1 < 7.9 4 7.9 d 1 8.1 5 d 1 > 8.1 22. Vad är den korrekta benämningen på de töjningar som uppstår i ett stål efter att flyt-töjningen överskridits? 1 elastisk töjning 2 tidsberoende töjning 3 gränstöjning 4 plastisk töjning 5 viskös töjning 23. Att mekaniskt deformera ett stålmaterial över sin flytgräns, som i fråga 21, är ett sätt att förändra stålmaterialets egenskaper. Vad kallas denna metod? 1 Anlöpning. 2 Kallbearbetning 3 Normalisering 4 Seghärdning 5 Sintring 24. Att mekaniskt deformera ett stålmaterial över sin flytgräns, som i fråga 21, är ett sätt att förändra stålmaterialets egenskaper. Vilken av följande egenskaper är det man förändrar? 1 Densitet 2 Elasticitetsmodul 3 Flytspänning 4 Poissons förhållande 5 Skjuvmodul 25. Vilket av påståenden om stål är sant? 1 0.2 % töjningen beskriver gränstöjningen för ett kallbearbetat stål. 2 För ett mjukt stål är flytgräns och proportionalitetsgräns detsamma. 3 När temperaturen sänks under omslagstemperaturen blir brottet segare. 4 Rostfritt stål har samma längdutvidgningskoefficient som vanligt stål. 5 Utmattningsstyrkan är alltid större än flytspänningen.
26. Vilket av alternativen nedan har enligt den elektrolytiska spänningskedjan den riktiga ordningen från den ädlaste till den oädlaste metallen? 1 Aluminium, Järn, Koppar och Zink. 2 Aluminium, Järn, Zink och Koppar. 3 Koppar, Zink, Aluminium och Järn. 4 Koppar, Järn, Zink och Aluminium. 5 Järn, Koppar, Aluminium och Zink. 27. Vilket av följande alternativ är inte en metod för att motverka korrosionsskador. 1 Galvanisering 2 Katodiskt skydd 3 Offeranod 4 Solidering 5 Varmförzinkning 28. Vilken ordning ska följande bindningstyper; kovalentbindning, metallbindning och vätebindning skrivas i om den starkaste ska stå först och den svagaste sist. 1 kovalentbindning, metallbindning, vätebindning 2 metallbindning, vätebindning, kovalentbindning 3 vätebindning, kovalentbindning, metallbindning 4 kovalentbindning, vätebindning, metallbindning 5 metallbindning, kovalentbindning, vätebindning 29. Figur 29 visar en sorptionsisoterm för konstruktionsvirke vid temperaturen 20 C. Vilken/vilka luftfuktighet(er), RH eq, är möjlig(a) för konstruktionsvirke som har en jämviktsfuktkvot på 5%? 1 5 % RH eq 20 % 2 RH eq = 10 % 3 10 % RH eq 20 % 4 RH eq kan vara 5 % eller 40 % 5 RH eq = 15 % Figur 29, Uppfuktnings- och uttorknings-samband för konstruktionsvirkes jämviktsfuktkvot vid 20 C.
30. Hur stor sorptionshysterés, u, är det vid 40 % RH för konstruktionsvirke vid enligt figur 29? 1 0 < u 2 % 2 2 % < u 4 % 3 4 % < u 6 % 4 6 % < u 8 % 5 8 % < u 10 % 31. En träbalk av konstruktionsvirke, figur 29, med fuktkvot 16 % läggs i ett klimat med 20 C och 30 % RH. Balken väger 15.2 kg med fuktkvot 16 %, vilken massa, m 30, har den när den är i jämvikt med 30 % RH? (antag att desorptionsisotermen beskriver jämvikten) 1 m 30 < 14.0 kg 2 14.0 kg m 30 14.5 kg 3 14.5 kg < m 30 15.0 kg 4 15.0 kg < m 30 15.5 kg 5 m 30 > 15.5 kg 32. Vilket påstående i relation till konstruktionsvirke är inte sant? 1 Både gran och tall sågas till konstruktionsvirke i Sverige. 2 Konstruktionsvirke i gran har ingen kärnved. 3 Konstruktionsvirke är kvalitetskontrollerat, (styrkesorterat). 4 Kvistar har stor inverkan på konstruktionsvirkes mekaniska egenskaper. 5 Årsringar i konstruktionsvirke är tydliga. 33. Klimatet i en idrottshall varierar, om vintern kan luftfuktigheten vara så låg som 20 % RH och sent på sommaren 65 % RH vilket ger en variation i fuktkvot u = 0.08 i ett trägolv. Hur mycket varierar ett 25 m brett trägolv i bredd, b, om fuktutvidgningskoefficienten i denna riktning t = 0.25 [%/%]? 1 b < 250 mm 2 250 mm b 300 mm 3 300 mm < b 350 mm 4 350 mm < b 400 mm 5 b > 400 mm
34. En uppfinnare har utvecklat ett nytt isoleringsmaterial. I ett värmeledningsförsök krävdes en värmeflödestäthet q = 12 W/m 2 för att hålla en temperaturdifferens T = 10 K över ett prov med tjocklek 50 mm. Vad är materialets värmekonduktivitet [W/(K m)]? 1 < 0.03 2 0.03 < 0.035 3 0.035 < 0.04 4 0.04 0.045 5 > 0.045 35. Isoleringsmaterialet (34) är slutet poröst med helt sfäriska porer och porositeten är 95%. Under förutsättning att provets värmekonduktivitet = 0.04 W/(K m) och är helt torrt med n = 0.3 vad är kompaktmaterialets värmekonduktivitet k [W/(K m)]? 1 f < 2 2 2 f < 3 3 3 f < 4 4 4 f 5 5 f > 5 36. Som tips från en byggstudent får uppfinnaren (34) veta att materialets isoleringsförmåga skulle öka om luften i porerna kunde evakueras och därmed ersättas med vakuum. Är detta sant och i så fall varför? 1 Det är inte sant eftersom energin bara kan omvandlas i ett slutet system. 2 Det är sant eftersom porernas volym minskar i vakuum. 3 Det är sant eftersom värmestrålning och entalpi upphör i vakuum. 4 Det är sant eftersom värmekonduktivitet och konvektion inte är möjlig i vakuum. 5 Det är sant eftersom entropin ökar drastiskt i vakuum. 37. Varför påverkar porstorlek värmeledningsförmågan? 1 För att porer inte leder värme. 2 För att porositeten ökar med ökad porstorlek. 3 För att ånghalten är högre i stora porer. 4 För att värmestrålning förekommer endast i stora porer. 5 För att temperaturskillnaden på porernas yta ökar med ökad porstorlek.
38. X är en slumpvariabel som kan beskrivas med sannolikhetsfunktionen f X (x) som visas i figur 38. Vad är Xs medelvärde, X, när a = 13 och b = 65? 1 X = 26 2 X = 39 3 X = 45.5 4 X = 52 5 X = 71.5 f X (x) X x a b Figur 38. Den likformigt fördelade slumpvariabeln X. 39. Med förutsättningen att a = 1 och b = 6 vad är sannolikheten att slumpvariabeln X (38) är mindre eller lika med 3, P(X 3)? 1 P(X 3) = 5% 2 P(X 3) = 25% 3 P(X 3) = 40% 4 P(X 3) = 50% 5 P(X 3) = 55% 40. Slumpvariabeln X, har medelvärdet X = 24 och standardavvikelsen s X = 4. Slumpvariabeln Y, har medelvärdet Y = 36 och standardavvikelsen s Y = 3. Vad är standardavvikelsen, s Z, för slumpvariabeln Z = X + Y? 1 s Z = 5 2 s Z = 7 3 s Z = 25 4 s Z = 49 5 s Z >160