Лабараторные работы(практикум)

m m1

У

,

(1.2)

V

Т

где m – масса высушенной навески порошка, г;

Н

m1 – масса остатка, г;

V – объем воды, вытесненной порошком, см3.

Б

Результаты испытаний

й

Результаты испытаний заносят в табл. 1.3 и сравнивают получен-

ные опытные данные со справочными, приведенными в табл. 1.2.

и

Т а б л и ц а 1.3

Определения

керамичский

силикатный

кварцевый

Результаты определения истинной плотности ускоренным методом

о

Кирпич

Песок

Масса, г:

навески порошка

з

остатка порошкат, вы-

в пр бор

сыпанного

3

Объем в смипорошка,

Заключение

высыпа

нн го в прибор

Истинная плотность:

г/см3

3

Р

кг/м

еСделать анализ полученных результатов.

11

Методика испытаний

Под пористостью материала понимают степень заполнения его

объема порами. Это одна из наиболее важных характеристик ма-

териала, от которой зависят такие его эксплуатационные свойства,

как теплопроводность, звукопроводность, водопоглощение, водоне-

проницаемость, прочность и морозостойкость.

Природные каменные материалы (гранит, габбро, диабаз, квар-

У

цит) имеют небольшую пористость. Пористость искусственных

строительных материалов зависит от технологии их получения. Аб-

Т

солютно плотные материалы, такие как стекло и металлы, имеют

нулевую пористость, а следовательно, обладают высокой плотно-

стью, прочностью, морозостойкостью, тепло- и звукопроводностью.

Н

Искусственные каменные материалы (кирпич, легкие бетоны)

имеют значительную пористость, и чем эта величина больше, тем

лучше их теплоизоляционные свойства.

Б

В общем виде пористость матер ала – это отношение объема пор

в нем (Vп) к объему материала в естественномй

состоянии (Vе), вы-

ражаемое в %:

и

рП

Vо

(1.3)

Ve

о

Объем,

который занимают поры в материале, можно выразить

т

как ра ность между объемом материала (Vе) и объемом вещества

(Vв).

стость (П) выразится формулой

пори

з

Ve Vв

Тогда

П

.

(1.4)

Ve

п

Ve

m

V

m

то, подставив значения Vе и Vв в

и

,

е

Так как

0

в

Р

формулу (1.4), после преобразования получим расчетную формулу

для определения пористости материала:

12

П

0

1

100,% .

(1.5)

Пористость керамического и силикатного кирпича рассчитыва-

ют, используя данные задания 1 и 2, а также справочные данные,

приведенные по истинной плотности гранита, древесины, ячеистого

бетона и полистиролпенопласта.

Т

Результаты испытаний

3 Н

У

Результаты расчетов сводят в табл. 1.4.

Т а б л и ц а 1.4

Б

Результаты вычисления пористости строительных материалов

№

Наименование

Плотность, кг/м

Порис-

пп

материала

средняя

истинная

тость, %

1

Кирпич керамический

2

Кирпич силикатный

3

Гранит

р

й

4

Древесина (сосна)

5

о

и

Ячеистый бет н

6

т

Полистиролпен пласт

и

Заключение

з

Сделать анал з полученных при расчетах результатов.

о

Задание 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ

И ПУСТОТНОСТИ

Сы

учие материалы (щебень, гравий, песок, цемент и др.) харак-

теризуются насыпной плотностью и пустотностью.

Р

Насы ная плотность ( н) – это масса единицы объема сыпучего

пмат риала вместе с порами и межзерновыми пустотами. Ее опреде-

ляют как частное от деления массы рыхлонасыпного материала (m)

ена объем (Vн), занятый материалами в неуплотненном состоянии:

13

н

m

.

(1.6)

Vн

Насыпная плотность влажного сыпучего материала будет мень-

ше, чем сухого.

Пустотность (Vпуст) – это объем пустот и открытых пор в объ-

еме сыпучего материала, выражаемый в процентах:

н

V

1

100 % ,

(1.7)

пуст

з

У

где н насыпная плотность материала, кг/м3;

Т

з плотность зерен, кг/м3.

Н

Приборы и материалы

1. Песок кварцевый.

Б

2. Щебень гранитный, фр. 5…10 мм.

3. Весы настольные лабораторные.

4. Шкаф сушильный.

й

5. Цилиндры вместимостью 1

5 л.

6. Стандартная воронка для пескаи.

Ме

дика испытаний

р

Насыпную пло нос ь сыпучих материалов определяют, измеряя

их объем

о

ц линдрическими сосудами вместимостью от 1

до 50 л. За объем

тералаа

принимают объем сосуда.

мерными

Для мелкозернистых материалов (с

размером зерен менее 5 мм) исполь-

з

зуют мерный сосуд вместимостью 1 л.

Мерный

цилиндр

предварительно

о

взвешивают и насыпают в него с по-

мощью стандартной воронки (рис 1.3)

п

кварцевый песок. Стандартная ворон-

ка представляет собой металлический

еРис. 1.3. Стандартная воронка:

усеченный конус 1,

который заканчи-

Р

1 – корпус; 2 – трубка;

вается трубкой 2 с задвижкой 3. Под

3 – задвижка; 4 – мерный сосуд

14

трубкой устанавливают заранее взвешенный цилиндр 4. В воронку

насыпают сухой песок, открывают задвижку, заполняют цилиндр с

избытком, а затем деревянной или металлической линейкой, держа

ее наклонно и прижимая к краям цилиндра, срезают излишек мате-

риала. При этом следует соблюдать условие, чтобы цилиндр был

неподвижным, так как при толчках сыпучий материал может уп-

лотниться, а следовательно, увеличится его плотность.

Крупнозернистый материал (щебень, гравий) насыпают с высоты

10 см без последующего уплотнения в предварительно взвешенный

сосуд вместимостью 5 л (для фракции щебня от 5 до 10 мм) также с

излишком. Образовавшийся над верхом сосуда конус снимаютУ

стальной линейкой вровень с краями сосуда движением к себе, от

себя, влево и вправо.

Б

Т

Сосуд с песком или щебнем взвешивают с точностью до 1 г.

Насыпную плотность песка или щебня н, кг/м3, вычисляют с

точностью до 10 кг/м3 по формуле

й

Н

н

m1 m

,

(1.8)

V

Насыпную пло н с ь пределяют два раза,

при этом каждый раз

где m – масса мерного

, кг;

сосуда

пескоми(щебнем), кг;

m1 – масса мерного с

спытан

суда, м3.

V – вместимость мерн го

берут новую

порцию

песка (щебня).

За результат пр н мают среднеарифметическое значение двух

з

й.

параллельных

о

Результаты испытаний

п

е

Результаты испытаний заносят в табл. 1.5 и вычисляют пустот-

н сть ис ытанных материалов, используя данные табл. 1.4. Плот-

ность зерен гранитного щебня для вычисления пустотности прини-

Р

ма тся 2530 кг/м3.

15

Вместимость мерного со-

суда, м3

Масса сосуда с материала-

ми, кг

Насыпная плотность, кг/ м3

У

Пустотность, %

Т

Заключение

Сравнить результаты испытаний по насыпной плотности, плот-

Н

ности зерен материалов, пустотности и сделать вывод.

Б

Задание 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

ПО МАССЕ И ОБЪЕМУ И РАСЧЕТ ЗАКРЫТОЙ

ПОРИСТОСТИ МАТЕРИАЛА

й

Строительные материалы в эксплуатационных условиях или при

и

хранении могут погл щать влагу. П и этом их свойства существен-

но изменяются. С увеличениемрколичества влаги в материале на-

пример, повышае ся

епл проводность, изменяется

средняя

плотность, прочнос ь, водо- и морозостойкость.

его

Влажность – содержание влаги в материале в естественно-

это

влажностном состоян , отнесенное к массе материала в сухом со-

стоянии, выраженное в процентах. Влажность W определяют по

ф рмуле

и

з

о

W

m1 m2

100,

(1.9)

m2

п

m1 масса материала в естественно-влажностном состоянии, г;

гдеm2 масса материала, высушенного до постоянной массы, г.

Р

16

Водопоглощение – это способность материала впитывать и

удерживать в своих порах воду при непосредственном с ней сопри-

косновении. Водопоглощение оценивают количеством воды, по-

глощенной образцом из материала при выдерживании его в воде в

течение заданного времени, выраженным в %. Поглощенное образ-

цом количество воды, отнесенное к его массе в сухом состоянии,

это водопоглощение по массе (Вm), а отнесенное к его объему – во-

допоглощение по объему (Вv).

Водопоглощение Вm

и Вv

определяют в процентах по следую-

щим формулам:

У

B

m

m1

m2

100;

(1.10)

m1

Т

Н

Bv

m1

m2

100 ,

(1.11)

Б

V

где m1 масса материала в насыщенном

состоянии, г;

m2 масса сухого материала, г;

V объем материала в сухом состоянводой;

плотность воды, равная 1 г/см3.

и

Соотношение между в д п глощением по массе и по объему

есть средняя плотн

материала

в сухом состоянии:

В

m m

m m

2

m

0

о1 2

1

2

Вm

:

0 .

(1.12)

V

m2

V

сть

Таким бра ом, если известны значения водопоглощения по мас-

и

се и средняя плотность, можно найти численное значение в % водо-

з

гл щения по объему:

о

Bv

Bm 0

в .

(1.13)

п

е

Р

К

Вv

У

нас

.

(1.14)

Побщ

Т

Н

Закрытая пористость определяется как разность между общей

пористостью Побщ и водопоглощением по объему:

Пз

Побщ Вv .

Б

(1.15)

водой

Приборы и материалы

и

1. Весы настольные лабораторные.

2. Шкаф сушильный.

образцов

.

3. Сосуд для насыщения

4. Щетка металлическая.

5. Кирпич керамический (3 шт.).

т

Ме дика испытаний

и

Образцы керам ческихокирпичей высушивают до постоянной

массы в суш льном шкафу при температуре 105…110 С и записы-

вают массу сух х образцов. Образцы охлаждают до комнатной тем-

пературы и погружают в сосуд с водой комнатной температуры так,

чт бы над ними был слой воды не менее 2 см и не более 10 см, и

п

выдерживаютзв течение 48 часов. После насыщения водой их вы-

нимают из в ды, обтирают влажной мягкой тканью и немедленно

е

взвошивают каждый. При этом массу воды, вытекшей из пор образ-

Р

ца на чашку весов, включают в массу образцов.

18

Результаты испытаний

Результаты определения заносят в табл. 1.6. Определяют по

формулам водопоглощение по массе, зная массу сухого и насыщен-

ного водой материала, и водопоглощение по объему, зная водопо-

глощение по массе и среднюю плотность (из табл. 1.1 задания 1).

У

Вычисляют коэффициент насыщения пор по формуле (1.14), ис-

пользуя данные по пористости (табл. 1.3, задание 3).

Т

Т а б л и ц а 1.6

Н

Результаты определения водопоглощения

Б

Среднее

Показатели

Образцы

1

2

3

из трех

Масса сухого кирпича m2, г

й

Масса насыщенного

и

водой кирпича m1, г

Водопоглощение по массе Вm, %

пор

Водопоглощение по объему Вv, %

Коэффициент насыщения

Кнас

Закрытая пористость, %

т

Заключение

и

Испытанный керамоческий кирпич имеет водопоглощение по

з

массе … %, по объему … %, закрытую пористость … %, об-

щую пористость … %.

о

1.5. Механические свойства строительных материалов

п

ние

С с бн сть материалов сопротивляться разрушению или де-

формированию под воздействием внешних сил характеризуют ме-

Р

ханические свойства, к которым относятся прочность, сопротивле-

удару, истираемость,

твердость, упругость,

пластичность и

внешних нагрузок и других факторов (температур, влажностных

деформаций, перекристаллизации). При действии различных нагру-

зок на здания и сооружения в материалах возникают внутренние

напряжения сжатия, растяжения, изгиба, среза, кручения и др. По-

этому прочность является одним из важнейших свойств большинст-

ва строительных материалов, особенно конструкционных.

Прочность строительных материалов оценивают пределом

прочности – напряжением, соответствующим максимальной на-

грузке в момент разрушения материала.

Предел прочности при сжатии

материалов определяют путем испытаУ-

ния

опытных

образцов

правильной

геометрической формы (кубовТ, цилин-

дров, призм). При испытании малых

кубиков получают показатель прочно-

сти, более выс

Н

, чем при испытании

больших. Это объясняется тем, что при

сжатии образца возникаетБего попереч-