Сдам Сам

ПОЛЕЗНОЕ


КАТЕГОРИИ







Визначення середньої густини





Матеріали: три зразки різної правильної геометричної форми.

Прилади: металева лінійка або штангенциркуль, технічні ваги.

 

Порядок виконання роботи

Середню густину визначають випробуванням зразків правильної геометричної форми (куби, циліндри, прямокутні паралелепіпеди). Для цього зразки досліджуваних матеріалів попередньо висушують до сталої маси. Спочатку зразки зважують на вагах з похибкою не більше 1 г за маси зразків від 20 до 1000 г і не більше 5 г за маси від 1000 до 10 000 г. Потім вимірюють їх розміри
(з похибкою для кубів і циліндрів не більше 0,1 мм, інших зразків – не більше 1 мм) і розраховують об'єм кожного зразка.

Середню густину зразка (г/см³, кг/м³) обчислюють за формулою:

,

де m – маса зразка в сухому стані, г (кг);

V – об'єм зразка, см³ (м3).

 

Визначення насипної густини сипких матеріалів

Матеріал: кварцовий пісок.

Прилади: стандартний прилад (лійка Гарі) з мірним циліндром місткістю 1л (рис. 1.3), совок, технічні ваги, металева лінійка, сушильна шафа.

 

Порядок виконання роботи

Насипну густину сипких матеріалів ρн (піску, щебеню, гравію, цементу, вапна, гіпсу) визначають як відношення маси наважки сипкого матеріалу до його об'єму, включаючи простір між зернами або кусками.

Кварцовий пісок висушують у сушильній шафі за температури 105…110 °С до сталої маси, відбирають пробу і, користуючись совком, заповнюють лійку піском. Мірний циліндр попередньо зважують, ставлять під лійку і заповнюють його з надлишком, до утворення конуса. Конус обережно (без ущільнення) зрізують по вінця циліндра металевою лінійкою і зважують циліндр з матеріалом.

Рис. 1.3. Прилад для визначення насипної густини  

Насипну густину проби (кг/м³), обчислюють за формулою:



,

де m2 – маса мірного циліндра з піском, кг;

m1 – маса порожнього циліндра, кг;

V – об'єм циліндра, м³.

Насипну густину піску розраховують (з точністю до 10 кг/м³) як середньо-арифметичне значення результатів двох випробувань, при цьому кожного разу беруть нову порцію матеріалу.

 

1.1.2. Визначення пористості і пустотності

Пористість (П) – це ступінь заповнення об’єму матеріалу порами. Найчастіше визначають істинну або загальну пористість.

Істинна пористість (Пі) – це відношення об'єму всіх пор (відкритих і закритих) до загального об'єму матеріалу.

Пустотність (Vn) характеризується наявністю порожнин у будівельних виробах або між зернами в сипких матеріалах.

Матеріали. Для визначення істинної пористості використовують зразки матеріалів, для яких визначали середню густину, а для визначення пустотності – кварцовий пісок.

 

Порядок виконання роботи

Істинну пористість (Пі) і пустотність (Vn) вимірюють у відсотках і визначають розрахунковим способом, користуючись формулами:

;

,

де ρ – істинна густина матеріалу, г/см³;

ρm – середня густина матеріалу, г/см3;

ρн – насипна густина піску, г/см³.

Значення ρ для матеріалів правильної геометричної форми беруть з довідкових даних, а значення ρ для кварцового піску, ρm, ρн – з результатів попередніх випробувань.

 

1.1.3. Визначення водопоглинання

Водопоглинання – це властивість матеріалу вбирати й утримувати в своїй структурі воду. Цей показник розраховують у відсотках як відношення маси або об'єму поглинутої зразком матеріалу води до маси сухого зразка або його об'єму у природному стані.

Матеріали: пінополіуретан (поролон), вода.

Прилади: металева лінійка, посудина з водою, технічні ваги, сушильна шафа.

Порядок виконання роботи

Зразок пінополіуретану у формі прямокутного паралелепіпеда попередньо висушують до сталої маси, вимірюють лінійні розміри металевою лінійкою, зважують на технічних вагах, обчислюють об'єм, занурюють у посудину з водою температурою (20+5)°С і витримують у воді до повного водонасичення. Потім зразок виймають з води і знову зважують. Масу води, яка витекла на шальку ваг, включають у масу водонасиченого зразка.

Водопоглинання окремого зразка у відсотках обчислюють за формулами:

· за масою: ;

· за об'ємом: ,

де mн – маса зразка, насиченого водою, г;

mс – маса зразка, висушеного до сталої маси, г;

V – об'єм зразка у природному стані, см³;

ρв – густина води (беруть рівною 1 г/см³).

Водопоглинання матеріалу визначають з точністю до 1% як середньо-арифметичне значення результатів випробування трьох зразків.

 

1.2. Механічні властивості

Міцність – здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від внутрішніх напружень, що виникають під дією різних зовнішніх навантажень. Зазвичай у процесі експлуатації будівель і споруд матеріали зазнають різних напружень – кручення, сколювання, зрізу, удару, але найчастіше – стиску, згину, розтягу.

Міцність оцінюють границею міцності R, яка дорівнює максимальному напруженню від дії навантаження, що виникає в матеріалі в момент його руйнування і вимірюється в мегапаскалях (МПа).

Зазвичай міцність оцінюють випробуванням зразків чи натурних виробів двома методами – руйнівним (за допомогою спеціальних випробувальних машин)
і неруйнівним (за допомогою апаратів і пристроїв, які діють на матеріал механічно чи фізично).

Неруйнівні методи визначення міцності, на відміну від руйнівних, дають змогу випробувати матеріал конструкцій безпосередньо у спорудах під час їх експлуатації, проводити не вибірковий, а суцільний контроль, а також спостерігати за зміною міцності у часі тощо.

Форма зразків та їх розміри, вид і тип випробувальної машини, апарату чи пристрою, методика визначення, схема випробування та розрахунку залежать від виду матеріалу чи виробу і регламентуються відповідними нормативними документами.

 

1.2.1. Визначення границі міцності при стиску та коефіцієнта конструктивної якості матеріалу

Матеріали: зразки правильної геометричної форми на основі гіпсових і цементних в’яжучих речовин.

Прилади: гідравлічний прес, накладні сталеві пластинки для передачі навантаження на половинки балочок (4×4×16) см, металева лінійка, штангенциркуль, ваги.

 

 

Порядок виконання роботи

Зразок обмірюють і розраховують площу, на яку буде діяти навантаження. Потім зразок піддають випробуванню на гідравлічному пресі (рис. 1.4), визначаючи величину руйнівного навантаження. Границю міцності при стиску Rст, МПа (кгс/см2), обчислюють за формулою:

,

де P – руйнівне навантаження (сила), МН ( кгс);

F – площа поперечного перерізу зразка до випробування, м² (см2).

 

  Рис 1.4. Прес для визначення міцності при стиску будівельних матеріалів  

Для визначення міцності при стиску мінеральних в'яжучих речовин використовують половинки стандартно виготовлених зразків-балочок розмірами (4×4×16) см, що залишаються після випробування міцності при згині. У процесі випробування таких зразків застосовують спеціальні металеві пластинки площею 25 см2.

Для оцінки технічної ефективності конструкційного матеріалу використовують коефіцієнт конструктивної якості К.к.я., МПа, який розраховують за формулою:

,

де – границя міцності за стиску, МПа;

– відносна густина матеріалу (безрозмірна величина – відношення середньої густини матеріалу ρm до густини води; ρв = 1000 кг/м³) (див. п. 1.1).

Найбільш ефективними вважають матеріали, які за найменшої густини мають найбільшу міцність.

 

1.2.2. Визначення границі міцності при згині

Матеріали: зразки матеріалів у вигляді призм (4×4×16) см з цементно-піщаного (або гіпсового) розчину.

Прилади: універсальна випробувальна машина типу “МИИ–100” (рис. 1.5).

 

Порядок виконання роботи

Зразок встановлюють на опори випробувальної машини і проводять випробування за схемою, наведеною на рис. 5.

Визначають міцність при згині стандартних зразків-балочок (призм) розмірами (4×4×16) см на універсальних машинах типу “МИИ-100”; отримане значення Rзг фіксують за показником лічильника у кгс/см², а потім переводять у МПа.

Рис. 1.5. Випробувальна машина “МИИ-100” для визначення границі міцності при згині  

1.2.3. Неруйнівні методи визначення міцності

Зведення та подальша експлуатація будівель і споруд нерозривно пов’язані з необхідністю оцінки їх стану. Найважливішою є інформація про характеристики міцності матеріалів, з яких вони збудовані. Найчастіше вона повинна бути отримана безпосередньо на місці розташування будівельної конструкції без порушення її цілісності, що можливе тільки у процесі використання неруйнівних методів контролю.

Оскільки найбільш широко у сучасному будівництві використовуються бетон і залізобетон, для них розроблено цілий ряд методів і комп’ютеризованих засобів оцінки характеристик міцності.

Схему класифікації методів неруйнівного контролю міцності матеріалів наведено на рис.1.6.

 

Метод сколювання ребра
Метод пластичних деформацій
Метод відриву зі сколюванням
Метод пружного відскоку
Метод ударного імпульсу
Метод місцевих руйнувань
Метод відриву
Ударні методи
Ультразвуковий метод
Методи неруйнівного контролю міцності бетону

 

Рис. 1.6. Класифікація методів неруйнівного контролю

 

Сьогодні всі вказані методи все більше реалізуються за рахунок використання комп’ютеризованих засобів контролю.

Так, до сучасних приладів, що реалізують метод відриву зі сколюванням, відносять вимірювач міцності бетону «Оникс-ОС».

Для проведення випробування у бетонному виробі просвердлюють отвір, в який встановлюють анкерний пристрій. Останній з’єднують з вимірювачем тягою, обертанням рукоятки приладу створюють зусилля виривання. Електронний блок приладу відслідковує процес навантаження і запам’ятовує значення зусилля виривання, розраховує значення границі міцності бетону і виводить його на дисплей приладу.

Серед ударних приладів на сьогоднішній день найбільш відомим для реалізації методу ударного імпульсу є прилад ИПС-МГ4. Він складається з електронного блока та склерометра. Вимірювання міцності бетону полягає в нанесенні за допомогою склерометра на контрольовану ділянку виробу 15 ударів. Електронний блок за параметрами ударного імпульсу, що надходить від склерометра, оцінює твердість і пружно-пластичні властивості випробуваного матеріалу, перетворює параметри імпульсу в значення міцності, відображаючи його на дисплеї приладу в МПа. Прилад дозволяє оцінювати фізико-механічні властивості матеріалів (міцність, твердість, пружно-пластичні властивості), виявляти неоднорідності, зони поганого ущільнення та ін.

Для випробувань бетону на міцність ультразвуковим методом «Ультракон» розроблено ультразвуковий прилад УК-39. Прилад складається з електронного блока та двох ультразвукових перетворювачів. Перетворювачі можуть бути об’єднані в один датчик або використовуватися окремо. У першому випадку прилад працює способом поверхневого прозвучування, у другому – наскрізного.

Принципово новою реалізацією ультразвукового методу контролю конструкцій з бетону, залізобетону та каменю, за однобічного доступу до них, є ультразвукова томографія. Вона дозволяє визначити цілісність матеріалу в конструкції, здійснити пошук сторонніх включень, порожнин, розшарувань і тріщин, а також вимірювання товщини об’єкта контролю. Результати контролю представлені у вигляді зображень перетинів (томограм) об’єкта, що значно полегшує розуміння результатів контролю та є зручним для експрес-аналізу стану об’єкта. Спеціалізоване програмне забезпечення дозволяє відтворити будь-яку томограму із тривимірного масиву даних, а також представити тривимірне зображення структури об’єкта.

Ультразвуковий томограф А1040 MIRA являє собою повністю автономний вимірювальний прилад, яким проводять збір і томографічну обробку даних про цілісність матеріалу конструкції. Вимірювальний блок має антенну решітку, що складається з 48 перетворювачів ультразвукових імпульсів із сухим точковим контактом і керамічними зносостійкими наконечниками. Прилад має вбудований комп’ютер, що дає змогу обробляти дані безпосередньо в процесі роботи, представляти їх на TFT дисплеї та зберігати в пам’яті. Для розширеної обробки даних за допомогою спеціального програмного забезпечення існує можливість передати дані на зовнішній комп’ютер.

За завданням викладача, для більш детального ознайомлення з неруйнівними методами дослідження, студенту пропонується навести методику визначення міцності одним із вищенаведених методів контролю.

 

1.3. Експлуатаційні (спеціальні) властивості

1.3.1. Визначення водостійкості

Водостійкість – це здатність матеріалу зберігати фізико-механічні властивості у водонасиченому стані. Чисельною характеристикою водостійкості є коефіцієнт розм'якшення (або водостійкості) Кр, який визначають як відношення границі міцності при стиску матеріалу у водонасиченому стані до границі міцності при стиску в сухому стані. Коефіцієнт розм'якшення – безрозмірна величина.

Водостійкими вважають матеріали з коефіцієнтом розм'якшення понад 0,8. Такі матеріали можна застосовувати у вологих умовах без спеціальних засобів захисту від зволоження.

Матеріали: гіпсові зразки-куби розмірами (40×40×40) мм, вода.

Прилади:посудина для води, металева лінійка, прес гідравлічний, сушильна шафа.

 

Порядок виконання роботи

Два гіпсових зразки висушують у сушильній шафі до сталої маси і металевою лінійкою визначають розміри поперечного перерізу та обчислюють площу поперечного перерізу кожного зразка. Один зразок випробовують на міцність за допомогою гідравлічного преса, а другий вміщують у посудину з водою і витримують там до повного водонасичення, після чого також випробовують на міцність при стиску за методикою, наведеною в п. 1.2.1.

Коефіцієнт розм'якшення Кр розраховують за формулою:

,

де Rн – границя міцності при стиску матеріалу у водонасиченому стані, МПа;

Rс – границя міцності при стиску матеріалу у сухому стані, МПа.

 

1.3.2. Визначення теплопровідності

Теплопровідність – це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях. Вона характеризується коефіцієнтом теплопровідності λ і вимірюється у Вт/(м·К).

Коефіцієнт теплопровідності – це кількість теплоти, що передається через зразок матеріалу завтовшки 1 м площею 1 м2 за 1 с за різниці температур між поверхнями стінки 1 градус. Коефіцієнт теплопровідності визначають експериментально різними методами.

Враховуючи загальну залежність коефіцієнта теплопровідності λ від середньої густини ρm і скориставшись емпіричною формулою проф. В.П. Некрасова,
можна орієнтовно визначити коефіцієнт теплопровідності для повітряно-сухих
(з природною вологістю 1…7%) матеріалів мінерального походження:

Вт/(м·К),

де d – відносна густина матеріалу.

Можна користуватися також спрощеними формулами:

коли 0,3≤d ≤0,7, то λ = 0,46d – 0,07, Вт/(м·К),

а якщо 0,7<d ≤2,5, то λ= 0,53d – 0,12, Вт/(м·К).

Під час лабораторної роботи студенти визначають теплопровідність матеріалів, користуючись однією з цих формул.

 

Порядок виконання роботи

Теплопровідність визначають для тих зразків матеріалів, для яких визначали середню густину в п. 1.1. Відносну густину матеріалів обчислюють за формулою:

,

де ρm – середня густина матеріалу, г/см³;

ρв – густина води, беруть рівною 1 г/см³.

Результати виконання роботи № 1 занести до протоколу за наведеною у додатку формою.


 

Лабораторна робота № 2

Природні кам’яні матеріали

 

Короткі відомості

Природними кам’яними матеріалами називають матеріали і вироби, які одержують механічною обробкою (подрібненням, розколюванням, розпилюванням тощо) гірських порід, не змінюючи при цьому їхньої природної структури та властивостей.

Гірські породи – це природні мінеральні утворення, які сформувались внаслідок геологічних процесів у земній корі, складаються з одного або кількох мінералів, і характеризуються відносно сталим мінералогічним складом, певними будовою та властивостями. Залежно від кількості породотвірних мінералів гірські породи поділяють на мономінеральні, що складаються лише з одного мінералу, та полімінеральні – з двох або більше мінералів. Більшість гірських порід є полімінеральними.

Властивості гірських порід оцінюють переважно за їхнім хіміко-мінералогічним складом, структурою та умовами утворення, міцністю, середньою густиною, пористістю, морозостійкістю, корозійною стійкістю, атмосферостійкістю, водостійкістю, теплопровідністю, стираністю, кольоровою гамою, текстурою.

Мінерали – це природні утворення, що відрізняються постійним хімічним складом, структурою і властивостями та беруть участь у формуванні гірських порід.

Визначальними характеристиками для ідентифікації мінералів є хімічний склад і структура, а також істинна густина, твердість, оптичні властивості (колір, блиск, світлозаломлення) тощо.

У сучасному будівництві мають місце такі основні напрями використання природних кам‘яних матеріалів: матеріали та вироби для зведення стін будівель – штучне каміння, блоки; улаштування підлог, сходів – плити, блоки, каміння; облицювальні (декоративні) вироби – плити, каміння, профільовані вироби; каміння та вироби для дорожнього будівництва – бруківка, плити, бордюрний камінь; матеріали та вироби для гідротехнічних та інших споруд; нерудні матеріали – бутовий камінь, заповнювачі для бетону (щебінь, гравій, пісок); сировина для виготовлення будівельних матеріалів – мінеральних в’яжучих речовин, керамічних, скляних виробів тощо.

Під час ударної обробки природних кам´яних матеріалів отримують фактури сколювання: скельну, бугристу, рифлену, борозенчасту, точкову, а також термооброблену, піщаноструменеву. Абразивна обробка дозволяє створити пиляну, шліфовану, лощену, поліровану поверхні. Для здійснення певних дизайнерських задумів використовують також травлені, обпалені, відкриті (очищені) фактури.

Метою роботи є ознайомлення з основними породотвірними мінералами, гірськими породами та вивчення їхніх властивостей, а також доцільних галузей використання.

Нормативне забезпечення:

1. ДСТУ Б В.2.7-37-95. Будівельні матеріали. Плити і вироби з природного каменю. Технічні умови.

2. ДСТУ Б В.2.7-59-97. Будівельні матеріали. Блоки із природного каменю для виробництва облицювальних виробів. Загальні технічні умови.

3. ДСТУ Б EN 1343:2007. Будівельні матеріали. Бордюри з природного каменю для мостіння вулиць. Вимоги і методи випробування (EN 1343:2001, IDT).

4. ДСТУ Б EN 1467:2007. Будівельні матеріали. Камінь природний. Блоки необроблені. Вимоги (EN 1467:2003, IDT).

5. ДСТУ Б EN 1468:2007. Будівельні матеріали. Камінь природний. Плити необроблені. Вимоги (EN 1468:2003, IDT).

6. ДСТУ Б EN 1469:2007. Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Облицювальні лити. Вимоги (EN 1469:2003, IDT).

7. ДСТУ Б EN 12440:2011. Природний камінь. Критерії для класифікації
(EN 12440:2008, IDT).

8. ДСТУ Б EN 12670:2011. Природний камінь. Термінологія (EN 12670:2001, IDT).

9. ДСТУ Б EN 12057:2007. Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Модульні плитки. Вимоги (EN 12057:2004, IDT).

10. ДСТУ Б EN 12058:2007. Будівельні матеріали. Вироби з природного каменю. Плитки для підлоги сходів. Вимоги (EN 12058:2003, IDT).

11. ДСТУ Б EN 1341:2007. Будівельні матеріали. Плити з природного каменю для мостіння вулиць. Вимоги і методи випробування (EN 1341:2001, IDT).

12. ДСТУ Б EN 1342:2007. Будівельні матеріали. Бруківка з природного каменю для мостіння вулиць. Вимоги і методи випробування (EN 1342:2001, IDT).

13. ДСТУ Б В.2.7-138:2007. Щебінь, гравій та пісок декоративні із природного каменю. Технічні умови (ГОСТ 22856-89, МОD).

14. ДСТУ Б В.2.7-197:2009. Матеріали облицювальні з природного каменю та блоки для їх виготовлення. Номенклатура показників.

15. ДСТУ Б В.2.7-241:2010. Камінь бутовий. Технічні умови.

16. ДСТУ Б В.2.7-197:2009. Камені бортові і стінові з гірських порід. Технічні умови.

 

Вивчення технічних характеристик породотвірних мінералів та гірських порід

Матеріали: зразки мінералів та гірських порід.

 









Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...

Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...

Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам...

Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...





Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:


©2015- 2021 zdamsam.ru Размещенные материалы защищены законодательством РФ.