|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
|
|
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Определение предела прочности бетона, древесины и водостойкости материалов
Цель работы: ознакомиться с методом экспериментального определения предела прочности материала при сжатии и оценки его водостойкости по коэффициенту размягчения. В результате выполнения лабораторной работы студент должен знать: - основные структурные характеристики и свойства строительных материалов; уметь: - определять и рассчитывать предел прочности материала при сжатии и его водостойкость по коэффициенту размягчения. Материалы: - образцы-кубы (не менее 6 шт.) из затвердевшего гипсового вяжущего с ребром 2...5 см (размер образцов зависит от максимального усилия, развиваемого имеющимся в лаборатории прессом). Оборудование: - пресс гидравлический с силоизмерителем или манометром (максимальное усилие, развиваемое прессом, 10...100 кН); - фарфоровая или металлическая чашка с водой; - измерительная линейка. Порядок выполнения лабораторной работы: 1. Прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Под воздействием различных нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения (сжатие, растяжение, изгиб, срез, и др.). Прочность является важным свойством большинства строительных материалов, от ее значения зависит нагрузка, которую может воспринимать данный элемент при заданном сечении. Если материал обладает большой прочностью, то размер сечения элемента может быть уменьшен. Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности при сжатии, при изгибе и при растяжении. Ее определяют путем испытания образцов (рис.1) в лаборатории на гидравлических прессах или разрывных машинах.
R сж = р / S , где р – разрушающая нагрузка, Н;
S – площадь поперечного сечения образца, мм2. Для определения предела прочности при сжатии образцы материала подвергают действию сжимающих внешних сил и доводят до разрушения. Испытуемые образцы должны быть правильной геометри-ческой формы (куб, параллелепипед, цилиндр). Образцы из природных каменных материалов, имеющих форму кубов, могут быть следующих размеров: 50× 50× 50, 70× 70× 70, 100× 100× 100 мм. Образцы из плотных материалов можно принимать меньшего размера, а из простых материалов - большего. Образцы кубической формы изготовляют при помощи специальных дисковых пил. При распиливании камня под лезвие пилы вводят абразивный порошок в смеси с вязкой суспензией из тяжелой глины. Для очень твердых горных пород, например кварцитов, применяют корундовые, алмазные и другие диски. Образец камня закрепляют захватами станка и распиливают поочередно в трех направлениях. Диаметр образцов - цилиндров может быть 50 или 80мм., а высота не более двух диаметров. Изготовлять цилиндрические образцы из каменных материалов (при помощи специальных полых сверл) значительно проще, чем кубические, так как в образцах- кубах требуется тщательная обработка шести граней. Подготовленные образцы - кубы или цилиндры пришлифовывают на шлифовальном станке по двум противоположным плоскостям, которые должны быть параллельны. Правильность плоскостей проверяют металлическим угольником и штангенциркулем. После изготовления образцы нумеруют черной тушью. Параллельными линиями указывают направление сланцеватости. Форма и размеры образцов различных строительных материалов должны соответствовать требованиям ГОСТа для каждого вида материала.
Этот момент необходимо зафиксировать. Каждый материал испытывают не менее чем на трех образцах. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов трех и более образцов. Результаты испытаний как отдельные, так и средние заносят в отчет по лабораторным работам. 3. Пределом прочности при изгибе определяют на тех же прессах, что и предел прочности при сжатии, однако применяют специальные приспособления. К нижней опорой плите при помощи двух планок прикрепляют два катка которые служат опорой для испытуемого образца, а к верхней опорной плите при помощи планок – нож изгиба. Образцы изготовляют согласно ГОСТу на испытуемый материал. Например, при испытании цемента изготовляют образцы – балочки размером 40× 40× 160 мм., а при испытании древесины – балочки размером 20× 20× 300 мм. Нагрузка на образец передается одним или двумя грузами. Предел прочности при изгибе R изг, Mпa, определяют по формуле - · при одном сосредоточенном грузе и образце – балочке прямоугольного сечения: R изг = (3pl) / (2bh2), · при двух равных грузах, расположенных симметрично оси балочки: R изг = [p(l-a)] / (2bh2), где р – разрушающая нагрузка, Н; l – пролет между опорами, мм; а – расстояние между грузами, мм; b и h – ширина и высота поперечного сечения балочки, мм. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов. 4. Предел прочности при растяжении определяют у таких строительных материалов, как древесина, строительные стали, пластмассы, рулонные кровельные материалы. Образцы изготовляют обычно в виде двусторонних лопаток; форму и размер образцов определяют по соответствующим ГОСТам на испытуемый материал. Перед испытанием измеряют ширину и толщину образца с точностью до 0, 01 мм., после чего образец закрепляют в зажимы разрывной машины. Нагружают образец равномерно с заданной ГОСТом скоростью. По силоизмерителю машины определяют максимальную нагрузку.Предел прочности при растяжении R p, MПa, вычисляют по формуле: R p = р / S o, где р – разрушающая нагрузка, Н; So- первоначальная площадь поперечного сечения образца, мм2. Предел прочности при растяжении вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов. 5. Испытание образцов: Гипсовые образцы-кубы нумеруют, (номер ставят на поверхности, которая была боковой при формовании), измеряют площадь занумерованной поверхности и заносят полученные значения в табл. № 3. Образцы делят на две группы: № 1, 2, 3 и № 4, 5, 6. Образцы первой группы испытывают сухими, второй - помещают в воду перед испытанием на 10...15 мин в зависимости от размеров образца. Сухие и влажные образцы помещают в пресс занумерованной (боковой) поверхностью вверх. Опускают плиту пресса до поверхности образца и нагружают образец. Момент разрушения определяют по остановке и началу обратного хода стрелки силоизмерителя (манометра) и визуально по появлению трещин на образце. Разрушающее усилие F разр (или показание манометра) заносят в табл. 3 Таблица №3. Результаты испытаний
При использовании прессов с манометрами разрушающее усилие рассчитывают по формуле: F разр = р × S п, где р - показание манометра в момент разрушения образца, кПа; S п - площадь поршня пресса, м2. Предел прочности при сжатии (МПа) рассчитывают по формуле:
R = F разр / А, где А - площадь поперечного сечения образца, м. По результатам испытаний сухих и водонасыщенных образцов определяют среднюю прочность гипсового камня в сухом и водонасыщенном состоянии, и ее значение заносят в табл. № 3. Физическое состояние материала оказывает большое влияние на значение прочности образцов. Прочность каменных материалов в сухом состоянии почти всегда выше прочности того же материала в насыщенном водой состоянии. Это учитывается коэффициентом размягчения. 6. Коэффициент размягчения К разм определяют как частное от деления среднего арифметического значения предела прочности при сжатии образцов, испытанных в насыщенном водой состоянии R нас, на предел прочности образцов в сухом состоянии Rc yx. Водостойкость испытуемого материала оценивают по коэффициенту размягчения:
К разм = R нас / R сух где R нac – предел прочности в водонасыщенном состоянии, МПа; R cyx – предел прочности в сухом состоянии, МПа. По полученному значению К разм делают вывод о водостойкости гипсового камня.
Контрольные вопросы к лабораторным работам №1, №2 1. Какова методика определения предела прочности при сжатии образцов материалов? 2. Что такое коэффициент размягчения и как его вычисляют? 3. При помощи какого прибора определяют истинную плотность каменных материалов? 4. Что такое средняя плотность материала и как ее определяют у образцов правильной геометрической формы? 5. Изложите последовательность определения средней плотности материала методом гидростатического взвешивания. 6. Каким образом определяют насыпную плотность сыпучих материалов? 7. Что такое водопоглощение материала? 8. Изложите методику определения водопоглощения кирпича. 9. При какой температуре осуществляется замораживание и оттаивание кирпича при определении его морозостойкости? 10. Для каких целей определяют морозостойкость строительных материалов? 11. От чего могут разрушаться материалы наружных конструкций зданий и сооружений в зимний период? ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 Оценка соответствия кирпича требованиям ГОСТа осмотром и обмером. Определение прочности керамического материала Цель работы: оценка соответствия кирпича требованиям ГОСТов осмотром и обмером. Определение марки кирпича. В результате выполнения лабораторной работы студент должен знать: - свойства и принципы производства керамики, - основные виды и область применения керамики. уметь: - оценивать качества кирпича осмотром и определять его марку, - определять назначение плиток и стеклянных изделий. Материалы: - образцы керамических стеновых и облицовочных материалов. Порядок выполнения лабораторной работы:
материалы приобретают значительную прочность, водостойкость, морозостойкость и ряд других ценных свойств. Среди керамических материалов наибольшее распространение имеют керамический обыкновенный и пустотелый кирпич (рис. 1), пустотелые керамические камни (рис. 2), облицовочные плитки, керамическая черепица и керамзит.
В учебной лаборатории обычно студентов знакомят с испытанием полнотелого керамического кирпича, так как его чаще других керамических материалов приходится испытывать лабораториям строительных организаций. Керамический кирпич в основном применяют для кладки стен зданий, поэтому к нему как к стеновому материалу предъявляют требования по прочности и теплопроводности. Желательно, чтобы он обладал наибольшей прочностью при возможно меньшей теплопроводности, что позволит уменьшить толщину и массу стены и снизить стоимость конструкции. Теплопроводность кирпича в значительной мере зависит от его водопоглощения. Чем выше водопоглощение, тем больше пористость и, соответственно, меньше теплопроводность. Для оценки качества керамического кирпича согласно ГОСТ 530-95 отбирают среднюю пробу от каждой партии кирпича (за партию принимают 100 тыс. шт) и не менее 30 шт. направляют на испытание в лабораторию. При поступлении на строительство кирпича в количестве менее 100 тыс. шт. пробу отбирают как от целой партии. Для выполнения лабораторных работ по этой теме подгруппу студентов разделяют на бригады по два-три человека так, чтобы общее число испытаний кирпичей равнялось пяти. Каждая бригада выполняет испытание одного образца-кирпича. Результаты испытаний, полученные каждой бригадой, заносят затем в общую таблицу отчета для лабораторных и практических работ, на основании которых делают выводы о качестве кирпича. Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-08-31; Просмотров: 2032; Нарушение авторского права страницы
2. Пределом прочности при сжатии материала называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала. Предел прочности при сжатии R сж, Мпа, определяют по формуле: 
Для испытания образцов материала на сжатие применяют гидравлические прессы и универсальные испытательные машины. Перед испытанием образец очищают мягкой щеткой или тканью, взвешивают, обмеряют с точностью до 1 мм. и устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса точно по ее центру. Верхнюю опорную плиту при помощи винта опускают на образец и плотно закрепляют его между двумя опорными плитами. Затем, убедившись в правильности установки образца, включают в действие насос пресса и дают на образец нагрузку, елея за скоростью ее нарастания (0, 5 - 1Мпа в 1с.). В момент разрушения образца, т.е. в момент наибольшей нагрузки на образец, стрелка остановится и пойдет обратно.
Керамическими называют искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования, сушки и последующего обжига. После обжига керамические
Для оценки качества керамических материалов в лаборатории проверяют следующие основные их свойства: внешний вид, форму и размеры, степень обжига, предел прочности при сжатии и изгибе, водопоглощение, мо-розостойкость.