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 |