Основні властивості будівельних матеріалів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Міністерство загальної та професійної освіти Російської Федерації

Тюменська державна архітектурно-будівельна академія

Кафедра «Будівельні матеріали»

ОСНОВНІ ВЛАСТИВОСТІ

БУДІВЕЛЬНИХ МАТЕРІАЛІВ

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт

з курсу «Матеріалознавство», «Дорожньо-будівельні матеріали»

для всіх спеціальностей

Тюмень 2004

Зміст

Загальні положення

Структура лабораторної роботи

Лабораторна робота № 1. Визначення середньої щільності матеріалу на зразках правильної геометричної форми

Лабораторна робота № 2. Визначення середньої щільності матеріалу на зразках неправильної геометричної форми

Лабораторна робота № 3. Визначення дійсної щільності матеріалу

Лабораторна робота № 4. Визначення насипної густини піску та щебеню

Лабораторна робота № 5. Визначення порожнистості сипучих матеріалів

Лабораторна робота № 6. Визначення водопоглинання матеріалів

Лабораторна робота № 7. Визначення пористості матеріалів

Лабораторна робота № 8. Визначення вологості матеріалів

Лабораторна робота № 9. Визначення міцності при стисненні і коефіцієнта конструктивної якості матеріалів

Лабораторна робота № 10. Визначення коефіцієнта розм'якшення

Лабораторна робота № 11. Визначення границі міцності при вигині

Лабораторна робота № 12. Визначення морозостійкості будівельних матеріалів

Додаток 1

Література

1. Загальні положення

До виконання лабораторної роботи допускаються студенти, які вивчили зміст роботи за відповідними методичними вказівками і представлять конспект звіту по роботі з необхідними лабораторними журналами. Конспект звіту складається відповідно до структури лабораторної роботи.

Структура лабораторної роботи.

I. Найменування теми лабораторної роботи.

II. Мета лабораторної роботи.

III. Теоретична частина.

IV. Матеріали та обладнання, реактиви.

V. Методика виконання роботи.

VI. Лабораторний журнал.

VII. Розрахункова частина.

VIII. Висновок.

Лабораторна робота № 1 Визначення середньої щільності матеріалу на зразках правильної геометричної форми

Мета роботи: визначення середньої щільності матеріалів різного походження та структури.

I. Теоретична частина.

Щільність - це маса одиниці об'єму матеріалу.

Середня щільність - Це маса одиниці об'єму в природному стані (з порами і пустотами):

, [Г / см 3; кг / м 3]

де - Маса матеріалу в природному стані, м (кг);

- Середня щільність, г / см 3 (кг / м 3).

Відносна щільність - безрозмірна величина, що дорівнює відношенню середньої щільності матеріалу до щільності води при 4 0 С, рівної 1 г / см 3 (1000 кг / м 3):

,

де - Відносна щільність;

- Середня щільність, г / см 3 (кг / м 3);

- Щільність води при 4 0 С, 1 г / см 3 (1000 кг / м 3).

Відносна щільність враховується в деяких емпіричних формулах.

II. Матеріали та обладнання:

- Зразки матеріалів (перерахувати);

- Ваги технічні з важками; ваги торговельні;

- Штангенциркуль;

- Лінійка;

- Сушильну шафу.

III. Методика виконання роботи:

- Висушити зразок до постійної маси;

- Зважити зразок - , М, (з точністю до 0,1 г при масі до 500 г, до 1 г при масі більше 500 г);

- Виміряти зразок за основним розмірами (не менш ніж у 3-х точках кожного перерізу) з точністю до 0,01 см;

- Розрахувати обсяг зразка, см 3;

- Обчислити щільність зразка, г / см 3 та кг / м 3;

- Записати результати в лабораторний журнал.

IV. Лабораторний журнал:

п / п

Матеріал, форма зразка

Маса,

г

Розміри зразка, см

Об'єм зразка,

см 3

Щільність


матеріал

форма


ширина

довжина

висота

діаметр






m

b

l

h

d

V

г / см 3

кг / м 3


































V. Розрахункова частина:

Обсяг куба: , См 3.

Обсяг призми: , См 3.

Обсяг циліндра: , См 3.

Середня щільність: , Г / см 3.

VI. Висновок:

Отриманий результат (не) лежить у межах реальних значень

Лабораторна робота № 2 Визначення середньої щільності матеріалу на зразках неправильної геометричної форми

Середню щільність матеріалу можна визначити за допомогою об'ємоміра або методом гідростатичного зважування.

Мета роботи: визначення середньої щільності матеріалу методом гідростатичного зважування.

Теоретична частина.

Об'єм зразка неправильної геометричної форми визначають методом гідростатичного зважування, який грунтується на дії закону Архімеда. Відповідно до цього закону на тіло, занурене в рідину, діє виштовхуюча сила, рівна вазі рідини в об'ємі, що займається тілом. Тому, обсяг зразка визначають за обсягом витісненої ним рідини.

I варіант. Для зразків, що володіють відкритою пористістю.

I. Матеріали та обладнання:

- Зразки матеріалу (найменування);

- Ваги технічні з важками;

- Пристосування для гідростатичного зважування;

- Піщана лазня;

- Розплавлений парафін щільністю г / см 3.

II. Методика виконання роботи:

- Зважити зразок - , Г;

- За допомогою пензлика покрити зразок парафіном для збереження у його обсязі відкритих пор;

- Зважити покритий парафіном зразок, попередньо охолодивши його до кімнатної температури - , Г;

- Провести гідростатичний зважування покритого парафіном зразка - , Г (рис. 1).

Рис.1. Ваги для гідростатичного зважування.

1 - П-образна підставка; 2 - зразок матеріалу; 3 - склянку з водою.

Зважування провести з точністю до 0,01 г.

- Розрахувати за формулою середню густину зразка.

Досвід повторити тричі.

III. Лабораторний журнал:

п / п

Маса зразка, м

Обсяг парафіну

, См 3

Об'єм зразка

,

см 3

Середня щільність




г / см 3

кг / м 3

1








2








3








IV. Розрахункова частина:

Кінцевий результат підрахувати як середнє арифметичне з трьох визначень.

II варіант. Для зразків щільної структури.

I. Матеріали та обладнання:

- Зразки матеріалу (найменування);

- Ваги технічні з важками;

- Пристосування для гідростатичного зважування;

- Піщана лазня;

- Посудина з водою.

II. Методика виконання роботи:

- Зважити зразок - , Г;

- Помістити зразок у посудину з водою, витримати протягом 2 год до повного насичення відкритих пір і мікротріщин водою. Рівень води в посудині має бути на 20 мм вище поверхні матеріалу;

- Витягти зразок з води, протерти вологою м'якою тканиною;

- Зважити насичений водою зразок на повітрі - , Г;

- Провести гідростатичний зважування зразка - , М.

Зважування провести з точністю до 0,01 г.

- Розрахувати середню щільність.

Досвід повторити тричі.

III. Лабораторний журнал:

п / п

Маса зразка, м

Середня щільність


г / см 3

кг / м 3

1






2






3






IV. Розрахункова частина:

Кінцевий результат підрахувати як середнє арифметичне з трьох визначень.

Лабораторна робота № 3 Визначення дійсної щільності матеріалу

Мета роботи: визначення дійсної густини керамічної цегли пікнометричним методом. Оцінка правильності отриманого результату.

I. Теоретична частина.

Справжня щільність - Маса одиниці об'єму матеріалу в абсолютно щільному стані (без пор і порожнеч).

,

де - Дійсна густина, г / см 3;

- Маса матеріалу в абсолютно щільному стані, р.

- Обсяг матеріалу в абсолютно щільному стані, см 3;

- Обсяг матеріалу в природному стані, см 3;

- Об'єм пор, укладених в матеріалі, см 3.

II. Матеріали та обладнання:

- Тонкомолотий порошок керамічної цегли, висушений до постійної маси (30-40 г);

- Дистильована вода;

- Пікнометр - калібрована мірні колби (рис.2);

Рис.2

- Ваги технічні з важками;

- Піпетка;

- Піщана лазня;

- Скляна лійка;

- Фільтрувальний папір;

- Суха серветка.

III. Методика виконання роботи:

- Зважити порожній пікнометр - , Г;

- Зважити пікнометр з матеріалом (15-20 г) - , Г;

- Долити в пікнометр води на ¼ широкої частини колби і прокип'ятити вміст 7-10 хв для видалення затягнутого повітря на піщаній бані, повертаючи пікнометр навколо осі в похилому положенні при легкому постукуванні про колбу пальцем;

- Охолодивши пікнометр, долити в нього дистильовану воду до мітки;

- Зважити пікнометр з водою і матеріалом - , Г;

- Звільнити пікнометр від вмісту і ретельно промити водою;

- Залити пікнометр дистильованою водою до мітки і зважити - ,

Перед зважуванням пікнометр зовні насухо протерти серветкою.

- Розрахувати дійсну густину.

Зважування проводити з точністю до 0,01 р. Досвід повторити тричі.

Примітка: робота повинна виконуватися з особливою ретельністю, так як помилка в зважуванні навіть в 0,01 г тягне за собою отримання невірного результату.

IV. Лабораторний журнал:

досвіду

Маса пікнометра, м

Маса матеріалу

Обсяг матеріалу, см 3

Щільність


порожнього

з Матло

з мат. водою

з водою



г / см 3

кг / м 3


- M 1



1









2









3









Істинну щільність обчислюють як середнє арифметичне 3-х визначень.

V. Висновок: Отриманий результат (не) лежить у межах реальних значень.

Лабораторна робота № 4 Визначення насипної густини піску та щебеню

Мета роботи: визначення насипної щільності кварцового піску і щебеню у вільно насипаного стані. Оцінка правильності отриманих результатів.

  1. Теоретична частина.

Насипна щільність - маса одиниці об'єму матеріалу в вільно насипаного стані (в насипної обсяг включені міжзернові порожнечі):

,

де - Маса матеріалу у насипному стані, м;

- Насипна щільність, г / см 3;

- Насипний об'єм, см 3.

Насипну густину визначають як в рихлонасипном стані, так і в ущільненому. У першому випадку матеріал засипається в посудину з певної висоти, у другому - ущільнюється на віброплощадці (30-60 сек).

II. Матеріали та обладнання:

- Висушені кварцовий пісок, щебінь;

- Торгові ваги;

- Прилад «Стандартна воронка»;

- Лінійка;

- Мірний посуд об'ємом 1 і 5 л.

III. Методика виконання роботи (для визначення насипної щільності піску):

- Зважити мірну посудину - , Г;

- В «Стандартну воронку», встановлену на піддон, засипати пісок при закритому затворі;

- Одним прийомом, відкривши затвор, заповнити піском мірну посудину до утворення конуса над його краями;

- Видалити надлишок піску, проводячи лінійкою по верхній частині утворює судини;

- Зважити мірну посудину, заповнений піском, - , Г;

- Розрахувати насипну щільність піску.

Зважування зробити з точністю до 1 р. Досвід повторити тричі.

IV. Лабораторний журнал.

п / п

Мірний посудину

Маса посудини з піском, м

Маса піску, м

Насипна щільність


Обсяг, см 3

Маса, г



г / см 3

кг / м 3

1







2







3







За кінцевий результат прийняти середнє значення 3-х визначень.

V. Методика виконання роботи (для визначення насипної щільності щебеню):

- Зважити порожню посудину об'ємом 5 л - , Г;

- Засипати щебінь в посудину совком з висоти 10 см до освіти конуса над краями, попередньо поставивши його на піддон;

- Надлишок щебеню зрізати лінійкою врівень з краями;

- Зважити посудину, заповнену щебенем - m 2, г;

- Розрахувати насипну щільність щебеню.

VI. Лабораторний журнал.

п / п

Мірний посудину

Маса посудини з щебенем, м

Маса щебеню, м

Насипна щільність


Обсяг, см 3

Маса, г



г / см 3

кг / м 3

1







2







3







VII. Висновок:

Отриманий результат (не) лежить у межах реальних значень ().

Лабораторна робота № 5. Визначення порожнистості сипучих матеріалів

Мета роботи: визначити порожнистість піску і щебеню. Встановити залежність порожнистості від величини зерен сипкого матеріалу. Оцінити правильність отриманих результатів.

I. Теоретична частина.

Порожнеча - Це частка міжзернових порожнин у насипному об'ємі матеріалу.

Розрахункова формула:

,

де - Порожнистість, частки або%;

V порожній - обсяг порожнеч у насипному об'ємі матеріалу, см 3;

V - обсяг матеріалу, см 3.

Порожнеча можна виразити і в%:

Порожнеча - найважливіша характеристика правильності підбору зернового складу заповнювачів для бетонів, від якого залежить витрату в'яжучого (цементу, бітуму та ін.) На практиці порожнистість лежить в межах 26,5 - 47,6%.

  1. Лабораторний журнал:

Матеріал

Насипна щільність, г / см 3

Середня щільність, г / см 3

Порожнеча,%


Пісок




Щебінь




За кінцевий результат прийняти середнє значення порожнистості з трьох визначень.

III. Висновок:

Зі збільшенням розміру зерен (від 0,63 до 10 мм) порожнистість (збільшується, зменшується) з () по ().

Отримані результати порожнистості (не) входять в стандартні значення.

Лабораторна робота № 6. Визначення водопоглинання матеріалів

Мета роботи: визначення водопоглинання керамічної цегли. Оцінка правильності отриманих результатів.

I. Теоретична частина.

Водопоглинання - властивість матеріалу поглинати та утримувати воду при безпосередньому контакті з нею. Водопоглинання може бути масовим і об'ємним:

Масове водопоглинання - це відношення маси поглиненої матеріалом води при стандартних умовах до маси сухого матеріалу в%:

Об'ємне водопоглинання - це відношення обсягу поглиненої матеріалом води при стандартних умовах до обсягу матеріалу в сухому стані в%:

,

де B m - масове водопоглинання,%;

B v - Об'ємне водопоглинання,%;

m н - Маса матеріалу, насиченого водою при стандартних умовах, г;

m - маса повітряно-сухого матеріалу, м;

V - обсяг повітряно-сухого матеріалу, см 3;

- Об'єм поглинутої води.

Співвідношення між масовим і об'ємним водопоглинанням:

; B v = dB m

II. Матеріали та обладнання:

- Керамічні цеглу;

- Торгові ваги з важками;

- Штангенциркуль і лінійка;

- Ванна з водою.

III. Методика виконання роботи:

- Висушити цеглини (3 шт) до постійної маси при температурі 105-110 0 С (різниця результатів 2-х послідовних зважувань не більше 0,2%). Зважування зробити після повного охолодження цегли - m, г;

- Виміряти геометричні розміри цегли з точністю до 0,1 см;

- Провести насичення цегли водою при температурі води 15-20 0 С протягом 48 годин при рівні води на 2-10 см вище від верху цеглин;

- Обтерев цеглу вологою тканиною, негайно зважити їх - m н, м.

Зважувати з точністю до 1 м.

IV. Лабораторний журнал:

п / п

Маса цегли, м

Геометричні розміри, см

Обсяг цегли, см 3

V = lbh

Водопоглинання


Сухого

m

насичений водою

m н

довжина

l, см

ширина

b, см

висота h,

см


масове B m

об'ємне

B v

1









2









3









V. Висновок:

Показники

Водопоглинання,%


масове

об'ємне

Досвід



Стандартні значення



Отримані результати водопоглинання за масою () та обсягом () керамічної цегли лежать в межах стандартних значень (вимоги ГОСТ наведені у додатку 1).

Лабораторна робота № 7. Визначення пористості матеріалів

Мета роботи: визначення пористості керамічної цегли. Оцінка правильності отриманих результатів.

I. Теоретична частина.

Пористість - це частка заповнення обсягу матеріалу порами. Загальна пористість (або просто пористість) о):

,

де V пір - об'єм пор в матеріалі, см 33);

V - обсяг матеріалу в природному стані, см 33);

V а - обсяг матеріалу в абсолютно щільному стані (без пор), см 33);

- Середня щільність матеріалу, г / см 3 (кг / м 3);

- Дійсна густина матеріалу, г / см 3 (кг / м 3).

Пористість можна висловити і у відсотках:

Від величини пористості та її характеру залежать найважливіші властивості матеріалу: щільність, міцність, теплопровідність, довговічність і ін

Пористість у матеріалі характеризується як відкритими, так і закритими порами.

Відкриті пори збільшують водопоглинання і водопроникність матеріалу і погіршують його морозостійкість.

Збільшення закритою пористості за рахунок відкритої збільшує довговічність матеріалу, знижує його теплопровідність.

Загальна пористість складається з відкритої і закритої. Відкрита пористість чисельно дорівнює об'ємному водопоглинанню матеріалу. Визначивши водопоглинання за обсягом і пористість матеріалу, можна легко вирахувати закриту пористість:

,%

Коефіцієнт насичення пір водою - відношення об'ємного водопоглинання до пористості:

Цей коефіцієнт змінюється від 0 (всі пори в матеріалі замкнені) до 1 (всі пори відкриті).

Чим більше До н, тим вище частка відкритих пір.

  1. Хід роботи.

- Величину середньої ( ) І дійсної густини взяти з лабораторної роботи № 1 і № 3;

- Підрахувати значення загальної пористості керамічної цегли о);

- Користуючись даними, отриманими в роботі № 6, визначити відкриту і закриту пористість і коефіцієнт насичення пір водою.

Дані занести до лабораторного журналу.

  1. Лабораторний журнал:

п / п

Щільність цегли

Пористість,%

Коефіцієнт насичення пір водою


істинна

, Г / см 3

середня

г / см 3

Загальна

Відкрита

Закрита






1







2







3







За кінцевий результат прийняти середнє значення пористості з трьох визначень.

IV. Висновок: Отримані результати пористості (не) входять в стандартні значення.

Лабораторна робота № 8. Визначення вологості матеріалів

  1. Теоретична частина.

Гігроскопічність це здатність матеріалу поглинати і конденсувати вологу з навколишнього повітря. Оцінюється вологістю.

Вологість - це вміст вологи в матеріалі в даний момент часу.

Розрахункова формула:

або ,

де m вл - маса матеріалу в природному стані, м;

m - маса сухого матеріалу, м.

II. Матеріали та обладнання:

- Кварцовий пісок;

- Бюкси;

- Сушарка радіаційна;

- Ексикатор;

- Технічні ваги з важками.

III. Методика виконання роботи:

- Зважити порожній бюкс - m 1, г;

- Зважити бюкс з вологим піском - m 2, г;

- Помістити бюкс з піском в радіаційну сушарку на 10 хв;

- Охолодити бюкс з піском в ексикаторі і зважити - m 3, г;

- Сушіння виробляти до постійної маси;

- Розрахувати вологість піску.

За кінцевий результат прийняти середнє арифметичне з 3-х паралельних визначень за умови, що відносне відхилення окремого результату від середнього значення не перевищує 5%.

IV. Лабораторний журнал:

п / п

Маса бюкса, м

Маса бюкса з сухим піском, м

Вологість,%


порожнього

з вологим піском




m 1

m 2


1







2







3







V. Висновок: Вологість кварцового піску дорівнює -%.

Лабораторна робота № 9. Визначення міцності при стисненні і коефіцієнта конструктивної якості матеріалів

Мета роботи: вивчити принцип дії гідравлічного преса і набути навичок роботи на ньому. Провести випробування на стиск матеріалів і зробити висновок про їх міцнісний ефективності.

  1. Теоретична частина.

Міцність - Властивість матеріалу пручатися внутрішнім напруженням і деформаціям, які виникають під дією зовнішніх факторів (силових, теплових і т.д.), не руйнуючись.

Міцність матеріалу оцінюється межею міцності, який умовно дорівнює максимального напруження, яке виникло в матеріалі під навантаженням, що викликала руйнування матеріалу.

На практиці межа міцності визначають шляхом руйнування стандартних зразків на стиск, згин або розриві.

Межа міцності при стисненні:

,

де N - руйнівне навантаження, Н (або кгс);

А - площа поперечного перерізу зразка, м 2 (або см 2).

Існує наступна залежність між одиницями вимірювання:

,

Для оцінки міцнісний ефективності матеріалу часто використовують коефіцієнт конструктивної якості (к.к.к.), який визначають за формулою:

,

де R - границя міцності при стисканні, МПа;

d - відносна щільність.

Найбільш ефективними є матеріали, що мають найменшу щільність і найбільш високу міцність.

II. Матеріали та обладнання:

- Зразки різних матеріалів;

- Гідравлічний прес;

- Штангенциркуль;

- Ваги з важками.

III. Методика виконання роботи:

- Зважити зразок з точністю до 1 г;

- Визначити геометричні розміри зразків з точністю до 0,01 см;

- Провести випробування зразків на стиск на гідравлічному пресі:

- Встановити зразок на нижню опорну плиту преса точно по її центру;

- Встановити на нуль стрілки силовимірювача;

- Опустити верхню опорну плиту з допомогою гвинта для щільного закріплення зразка між опорними плитами;

- Включити насос преса, попередньо переконавшись, що вентиль скидання олії закритий, і дати на зразок навантаження, регулюючи швидкість її застосування (залежить від виду матеріалу і розмірів зразка);

- Зафіксувати момент руйнування зразка, при якому стрілка силовимірювача зупиняється і починає рухатися назад;

- Вимкнути прес і відкрити вентиль скидання олії, вентиль подачі масла закрити;

- Підняти верхню опорну плиту, прибрати зруйнований зразок і ретельно очистити плиту від залишків матеріалу.

Кожен матеріал випробувати не менш, ніж на трьох зразках.

IV. Лабораторні журнали:

МЕЖА МІЦНОСТІ ПРИ СТИСКАННІ.

п / п

Матеріал

Розміри поперечного перерізу, см

Площа поперечного перерізу зразка, см 2

Разруш. навантаження,

кгс

N

Межа міцності



а



кгс / см 2

МПа

1








2








3








Коефіцієнт конструктивної якості.

п / п

Матеріал

Розміри зразка

Маса зразка,

m, г

Относ. щільність

R сж,

МПа

к.к.к. =

=



площа

А, см 2

висота

h, см

обсяг

V = А h, см 3





1









2









3









V. Висновок: Порівняти зразки за величиною к.к.к. і пояснити причини розходження.

Лабораторна робота № 10. Визначення коефіцієнта розм'якшення

Мета роботи: визначити коефіцієнт розм'якшення деревини. Оцінити можливість її використання як конструкційний матеріал у вологих умовах.

I. Теоретична частина:

Міцність деревини в сухому стані завжди вище міцності в водонасиченому стані, так як вода, проникаючи в пори, створює в матеріалі внутрішні напруги, що знижує його міцність. Це враховується коефіцієнтом розм'якшення, який є кількісною характеристикою водостійкості.

,

де R нас - міцність деревини в насиченому водою стані, МПа;

R сухий - міцність деревини в сухому стані, МПа.

II. Матеріали та обладнання:

- Стандартні зразки деревини (2х2х3 см) - 3 шт - насичені водою, 3 шт - повітряно-сухі;

- Штангенциркуль;

- Гідравлічний прес.

III. Методика виконання роботи:

- Виміряти розміри перерізу зразків з точністю до 0,01 см;

- Випробувати зразки на стиск вздовж волокон на гідравлічному пресі;

- Розрахувати коефіцієнт розм'якшення.

IV. Лабораторний журнал:

Зразки

п / п.

Геометричні розміри

Площа перерізу

А = bl, см 2

Руйнівне навантаження

N, кгс

Межа міцності при стисненні

Коеф-т

розм'якшення



а, см

ширина b, см



R сухий,

МПа

R нас,

МПа


Сухі

1

2

3






-

-

-


Насичені водою

1

2

3





-

-

-



V. Висновок:

Даний матеріал (можна, не можна) застосовувати у вологих умовах, тому що К р =, а значить він є (водостійким, неводостійких).


Коефіцієнт розм'якшення

Досвід


Стандартні значення

Не менше 0,8

Лабораторна робота № 11. Визначення границі міцності при вигині

Мета роботи: визначити межу міцності при вигині для різних матеріалів. Оцінити можливість їх використання в умовах згинаючих навантажень.

  1. Теоретична частина.

Межа міцності при вигині для балочок прямокутного перерізу:

,

де М виг - згинальний момент;

W - момент опору перерізу балочки.

Для прямокутного перерізу момент опору дорівнює:

  1. при одній зосередженої симетричною щодо опор навантаженні:

, ,

тоді

  1. при двох зосереджених симетричних щодо опор навантаженнях:

, ,

,

де N - Руйнівне навантаження, Н;

L - довжина балочки, м;

l - Відстань між опорами, м;

b і h - Відповідно ширина і висота балочки.

II. Матеріали та обладнання:

- Стандартні зразки - балочки з гіпсу, цементу та деревини (по 3 шт кожного матеріалу);

- Гідравлічний прес;

- Пристосування для випробування балочок на вигин;

- Штангенциркуль.

III. Методика виконання роботи:

- Визначити геометричні розміри поперечних перерізів зразків з точністю до 0,01 см;

- Виміряти відстань між опорами у пристосування для випробування балочок на вигин l з точністю до 0,01 см;

- Провести випробування балочок на вигин на гідравлічному пресі;

- Визначити руйнівне навантаження, кгс (кН);

- Привести схему випробувань;

- Розрахувати межа міцності при вигині, кгс / см 2 (МПа).

IV. Лабораторний журнал:

п / п

Матеріал

Перетин балочки

Відстань між опорами

l, см

Руйнівне навантаження

N, кгс

Розрахункова формула

R виг



ширина

b, см

висота

h, см




кгс / см 2

МПа

1









2









3









V. Висновок:

Зробити висновок про можливість використання того чи іншого матеріалу в умовах згинаючих навантажень.

Лабораторна робота № 12. Визначення морозостійкості матеріалів

Мета роботи: визначити марку по морозостійкості цементного бетону. Познайомитися з методами її визначення.

I. Теоретична частина:

Морозостійкість - це властивість насиченого водою або розчином солі матеріалу витримувати багатократне поперемінне заморожування і відтавання без значних ознак руйнування і зниження міцності. Кількісна характеристика морозостійкості - марка по морозостійкості (F), яка показує число циклів поперемінного заморожування і відтавання насиченого в рідкому середовищі матеріалу, при яких втрати міцності і маси не перевищують зазначених в Гості і Снипах значень.

;

- Втрата міцності і маси, насиченого в рідкому середовищі зразка, після i циклів заморожування і відтавання,%;

- Межа міцності при стисканні (в МПа) і маса (у м) зразка після n циклів заморожування і відтавання зразка;

- Межа міцності при стисканні (в МПа) і маса зразка (в м), насиченого в рідкому середовищі, до заморожування.

Для кожного матеріалу встановлюють марки за морозостійкістю. Марка позначається літерою F, після якої вказується мінімальне число циклів, яке повинен витримати матеріал (наприклад, F 100).

Марка по морозостійкості (F) для важкого цементного бетону - це кількість циклів поперемінного заморожування і відтавання насиченого водою стандартного зразка, при яких втрата міцності не перевищує 5%, а для бетону дорожніх і аеродромних покриттів, крім того, втрата маси не більше ніж на 3 % (ГОСТ ... ...).

Стандарт встановлює три методи контролю морозостійкості:

I - для бетонів, крім дорожніх і аеродромних;

II - для дорожніх і аеродромних бетонів і прискорений для інших бетонів;

III - прискорений для всіх видів бетону.

Методи випробувань навантаженням.

Метод

Розміри зразків, см

Температурний режим, час і середовище

Число зразків



насичення

заморожування

відтавання

основних

(Після заморожування)

контрольних (насичених водою)

I

10х10х10

або

15х15х15

Вода

t = 18 + 2 0 C

96 годин

Повітря

t = -18 + 2 0 С

= 2,5 + 0,5 год

Вода

t = 18 + 2 0 C

= 2 + 0,5 год

6

3

II

10х10х10

або

15х15х15

5% р-р

t = 18 + 2 0 С

= 96 год

Повітря

t = -18 + 2 0 С

= 2,5 + 0,5 год

5% р-р

t = 18 + 2 0 С

= 2,5 + 0,5 год

6

3

5% розчин

III

70х70х70

t = 18 + 2 0 С

= 96 год

Зниження до -50-55 0 С-2, 5 год

витримка при -50-55 0 С-2,5 год

підйом до -10 0 С - 2,5 год

t = 18 + 2 0 С

= 2,5 + 0,5 год

6

3

Зразки насичують у рідкому середовищі за наступною схемою:

На 1 / 3 висоти - 24 години, на 2 / 3 висоти - на 24 години, цілком - на 48 годин.

Співвідношення між марками бетону по морозостійкості, встановленими різними методами, наведені в ГОСТ 10060-95.

II. Матеріали та обладнання:

- Зразки-куби важкого цементного бетону;

- Ванни для насичення зразків у рідкому середовищі;

- Торгові ваги з важками;

- Гідравлічний прес;

- Морозильна камера;

- Ванна для розморожування.

III. Методика проведення роботи.

- Контрольні зразки через 2-4 год після вилучення з ванни випробувати на стиск.

- Основні зразки завантажити в морозильну камеру в контейнері або встановити на сітчастий стелаж камери таким чином, щоб відстань між зразками, стінками контейнерів та встановленими вище стелажами було не менше 50 мм. Початком заморожування вважати момент встановлення в камері необхідної температури;

- Число циклів змінного заморожування і відтавання, після яких має проводитися випробування міцності на стиск зразків бетону після проміжних і підсумкових випробувань, встановити відповідно до таблиці ГОСТ 10060.0. У кожному віці випробувати по шість основних зразків.

- Зразки випробувати по режиму, вказаних у таблиці.

- Зразки після заморожування відтанути у ванні з водою при температурі (18 ± 2) ° С. При цьому зразки повинні бути занурені у воду таким чином, щоб над верхньою межею був шар води не менше 50 мм.

Вихідні розрахункові дані видаються кожному студенту викладачем на спеціальних картках для бетону певної марки.

IV. Лабораторний журнал.

Кількість циклів замор-відтане.

n

R сж,

МПа

Втрата міцності

Маса зразка

, М

Втрата маси



,

МПа



,

г

0







50







...







n







Отримані розрахункові дані обробити у вигляді графіків:

і

За побудованим кривим визначити морозостійкість бетону - допустиме число циклів заморожування і відтавання, за яких втрата міцності дорівнює 5% і втрата маси 3%. Встановити марку бетону по морозостійкості - F, відповідно до зазначених марками в Гості, як найближче кількість циклів, знайдених за графіками.

Марка за морозостійкістю для дорожнього і аеродромного бетону встановлюється як найближче кругле число циклів, менш або рівне досвідченому, при якому:

і

для всіх інших видів бетону враховується тільки втрата міцності.

Додаток 1

Таблиця 1

Фізико-механічні властивості деяких матеріалів [3]

Найменування матеріалу

Міцність при стисненні,

МПа

Справжня щільність,

кг / м 3

Середня щільність, кг / м 3

Тепло-провідний,

Вт / (м .0 С)

Граніт

150-250

2600-2800

2500-2700

2,9-3,3

Вапняк щільний

50-150

2400-2600

1800-2200

0,8-1,0

Вапняк - черепашник

0,5-5

2300-2400

900-1400

0,3-0,6

Цегла керамічний

10-20

2600-2700

1700-2000

0,8-0,9

Цегла силікатна

10-20

2400-2500

1700-1900

0,35-0,7

Бетон важкий

10-60

2500-2600

1800-2500

1,1-1,6

Бетон легкий

2-15

-

500-1800

0,35-0,8

Деревина сосни

30-60

1550-1600

500-600

0,15-0,2

Сталь Ст3 (при розтягуванні)

380-450

7800-7900

7800-7900

58

Пластмаси

120-200

1000-2200

100-1200

0,23-0,80

Таблиця 2

Пористість і водопоглинання керамічної цегли [4]

Вид керамічної цегли

Середня щільність, кг, м3

Пористість,%

Звичайний

1600-1900

26-38

Умовно-ефективний

1400-1600

38-46

Ефективний

600-1400

46-76

Література

  1. І.І. Леонович, В.А. Стрижевський, К.Ф. Шумчік. Випробування дорожньо-будівельних матеріалів.: Мінськ, Вишейшая школа, 1991. - 235 с.

  2. К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков. Оцінка якості будівельних матеріалів.: Москва, АСВ, 2001. - 240 с.

  3. І.А. Рибьев. Будівельне матеріалознавство. М.: Вища школа, 2003.

  4. ГОСТ 530-95. Цегла та камені керамічні. Технічні умови.

  5. ГОСТ 10060.0-95. Бетони. Методи визначення морозостійкості. Загальні вимоги.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Будівництво та архітектура | Методичка
190.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Властивості портландцементу Основні властивості будівельних матеріалів
Властивості дорожніх будівельних матеріалів
Споживчі властивості будівельних матеріалів та речовин
Основні властивості матеріалів
Облік властивостей будівельних матеріалів при проведенні будівельних робіт
Класифікація та основні властивості провідникових матеріалів
Склад будівельних матеріалів
Джерела економії будівельних матеріалів
Характеристика і застосування будівельних матеріалів
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru