Лабораторная работа 17 определение предела прочности тампонажного камня при изгибе и сжатии образцов.

Цель работы. Определить предел прочности тампонажного камня при испытаниях на изгиб и одноосное сжатие.

Прочность тампонажного камня характеризуется временным сопротивлением сжатию, изгибу, реже разрыву. Прочность цементного камня непостоянна. Первое время после твердения она быстро возрастает, затем постепенно стабилизируется, а через некоторое время начинает медленно снижаться.

Прочность при сжатии определяют путем разрушения образцов на гидравлическом прессе. Наиболее распространены образцы в виде куба с ребром 7,07 и 5 см (площади поперечного сечения соответственно 50 и 25 см²), но можно применять и образцы цилиндрической формы, их высота и диаметр должны быть равны.

Прочность при изгибе определяют при разрушении образцов-призм на разрывных машинах. Размеры призм 4×4×16 см.

Приборы и материалы. Емкость для замеса, гипс, цемент, песок, техническая вода, комплект образцов в виде куба, комплект образцов-призм, гидравлический пресс, рычажная разрывная машина МИИ-100.

Порядок выполнения работы.

Определение прочности при сжатии. Для изготовления образцов цементный раствор заливают в разъемные формы соответствующих размеров, выполненные из стали или пластмассы. Из одного замеса цементного раствора изготовляют несколько образцов (не меньше трех), которые выдерживают в одинаковых условиях одно и то же время. Перед заливкой раствора на формы устанавливают надставки высотой 5 мм, обеспечивающие некоторый избыток раствора. Через 1 ч. твердения избыток раствора срезается вровень с краями формы. Формы заполняют последовательно в два приема: вначале до половины, затем вровень с надставкой.

Через 24±2 ч. образцы освобождают от форм и испытывают на гидравлическом прессе. За величину прочности принимают среднее значение трех измерений. Скорость нагружения при испытании на сжатие не должна превышать 2 МПа в 1 с.

Определение прочности при изгибе. Порядок приготовления и испытаний такой же, как и образов для исследования на сжатие. Предел прочности цементов при изгибе определяют с помощью испытательной машины МИИ-100 или же рычажной разрывной машины.

Испытательная машина МИИ-100

Машина МИИ-100 (рис.24) состоит из двух основных частей станины 1 и коромысла 2.

Испытуемый образец должен быть установлен на опоры подвижного захвата гранями. Затем вращением маховика установочного винта 19 коромысла следует вывести из положения равновесия так, чтобы в момент разрушения образца стрелка 20 коромысла находилась примерно против нулевой цифры на шкале 21.

У силие, создаваемое грузом 9, перемещающимся по направляющим 10 коромысла, передается посредством рычажной системы на захваты 12. Положение груза на коромысле, определяющее величину приложенной на образец нагрузки, фиксируется счетчиком 13, указывающим величину напряжения изгиба. Перемещение груза осуществляется электродвигателем 6 через редуктор 7 и ходовой винт 8.

В положении тумблера «Вперед» (нижнее положение рукоятки управления 15) электрическая цепь замыкается через размыкающий контакт микропереключателя МП-8, обмотку ротора, центробежный регулятор ЦР и обмотку статора. Груз перемещается по направляющим коромысла, осуществляя нагружение образца.

После разрушения образца коромысла поворачивается на призмах и ударяет хвостовиком 16 о шайбу 4 амортизатора 5, и электродвигатель отключается микропереключателем МП-6, результат испытания зафиксируется на счетчике.

В положении тумблера «Назад» (верхнее положение рукоятки управления 15) осуществляется ускоренный возврат груза в исходное положение. Цепь замыкается через размыкающий контакт микропереключателя МП-3 и сопротивление, минуя центробежный регулятор. Скорость вращения электродвигателя увеличивается в 2-4 раза. В конце обратного хода груз нажимает на рычаг 17 и освобождает штифт микропереключателя МП-3, тем самым вновь включая центробежный регулятор.

При изгибе балочки сечением 40х40 мм на пролете 100 мм соотношение между усилием действующим на захватах (показаниями счетчика) и напряжением изгиба соответствует 4,2676.

Постоянная скорость нагружения поддерживается центробежным регулятором 14, регулирующим скорость вращения электродвигателя.

Считается, что конечные прочностные характеристики цементный камень набирает через 28 суток твердения. Однако уже через двое суток прочность цементного камня может достигать 90% и более от максимальной. Поэтому оперативная оценка прочности дается через 2 суток твердения.

Обработка результатов и их представление. Отчет по лабораторной работе должен быть набран при помощи ПК, распечатан на листе формата А4 и содержать следующие разделы: цель работы; описание аппаратуры и материалов; результаты работы.