Лабораторная работа №6. Измерение предела прочности цементного камня при изгибе, сжатии

Измерение предела прочности цементного камня при изгибе.

Метод исследования и используемое оборудование. Для измерения предела прочности при изгибе образцы цементного камня изготавливают в виде призм (балочек) с размерами 40x40x160 мм и испытывают их через заданное время твердения на разрывных машинах – приборе Михаэлиса или автоматизированной разрывной машине МИИ-100.

Для выполнения этой работы используются следующие материалы и аппаратура:

испытуемый цемент,

жидкость затворения,

мешалка механическая или чашка сферическая с лопаткой для приготовления цементного раствора,

• форма для изготовления образцов балочек,

• надставка к формам,

• ванна с гидравлическим затвором,

• термометр,

• разрывная машина,

• весы торговые чашечные с разновесом или циферблатные,

• весы технические с разновесом,

• цилиндры мерные емкостью 100, 500 и 1000 см³,

• секундомер,

• пластинки к формам стеклянные или металлические,

• масло машинное,

• высоковязкая смазка,

• нитролак черный,

• линейка деревянная или металлическая,

• шпатель,

• часы.

Методика выполнения работы. Для одного испытания лаборант готовит четыре образца-близнеца в специальной форме. Для приготовления четырех образцов необходимо затворить не менее 1300 см³ раствора. При изготовлении образцов смазанную внутри форму наполняют цементным раствором в два приема – сначала до половины, затем для удаления пузырьков воздуха внутри каждой ячейки раствор штыкуют 24 раза шпателем или стеклянной палочкой. После штыкования форму заполняют до верхнего края, и раствор вновь штыкуют или уплотняют на специальном встряхивающем столике. Через 1 ч после наполнения формы избыток раствора срезают ножом или смоченной в воде линейкой, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют их. Форму с образцами накрывают металлической или стеклянной пластинкой и погружают в воду, находящуюся в термостате или в специальной ванне с подогревом. Колебания заданной температуры воды не должны превышать +3 °С. Через 24+2 ч с момента изготовления образцы вынимают из термостата и расформовывают, а затем вновь погружают в термостат (в воду), где хранят до испытаний. Для получения воспроизводимых результатов образцы цементного камня, твердеющего при повышенных температурах, перед испытаниями охлаждают в ванне с водой комнатной температуры в течение 2,5 ч.

После испытания образцов на приборе Михаэлиса рассчитывают предел прочности при изгибе для каждого образца. В машине МИИ-100 имеется счетчик, показывающий текущие и предельные (разрушающие образцы) напряжения изгиба. Размеры поперечного сечения образцов не должны отклоняться от номинальных более чем на +0,2 мм. В противном случае требуется провести расчет предела прочности при изгибе с учетом фактических размеров образцов.

Предел прочности при изгибе для четырех испытанных образцов рассчитывают как среднеарифметическую величину из трех наибольших значений с точностью до 0,1 Па. Минимальное значение при расчете отбрасывают, потому что оно вероятнее всего является следствием различных дефектов изготовления образца (пузырьки воздуха, посторонние включения, трещины). Разрывные машины должны обеспечивать постоянную скорость нагружения образцов (около 0,1 МПа в 1 с).

Измерение предела прочности цементного камня при сжатии.

Для измерения предела прочности цементного камня при сжатии удобно использовать обломки (половинки) призм, разрушенных при изгибе. Методика приготовления таких образцов, сведения о применяемых материалах и аппаратуре изложены в предыдущей работе. Отличием является использование для испытания на сжатие гидравлического пресса.

Методика измерения. При испытании на сжатие обломок призмы устанавливают в прессе между специальными пластинками с размером 40x62,5 мм, через которые осуществляется сжатие (рис. 17). Площадь поперечного сечения образца, воспринимающего нагрузку, составляет 25 см². На сжатие испытывают три образца, а за предел прочности при сжатии принимают среднее из двух наибольших значений, вычисленное с точностью до 0,1 МПа.

Рис. 17. Гидравлический пресс.

Для испытаний образцов на сжатие используют гидравлический пресс с предельной нагрузкой не более 500 кН. Скорость увеличения нагрузки должна составлять 2,0+0,5 МПа/с.