5. 2 Определение предела прочности при изгибе

Это испытание также проводят на гидравлических прессах, но применяя специальные приспособления. Образцы изготовляют в соответствии с нормативным документом на испытуемый материал, обычно в форме балочек. При этих испытаниях возможны две схемы приложения нагрузки (рисунок 5).

а)

б)

Рисунок 5 – Схемы испытания образцов-балочек на изгиб: а – одним сосредоточенным грузом; б – двумя сосредоточенными грузами.

Предел прочности при изгибе определяют по формулам:

– при одном сосредоточенном грузе:

, (12)

– при двух симметричных равных грузах:

(13)

где l – расстояние между опорами, см;

b, h – соответственно ширина и высота поперечного сечения образца, см;

P – разрушающая нагрузка, кг.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов [2].

6 Содержание отчета, форма и правила оформления отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторной работе выполняется на листах форматом А 4. Структурно отчет должен строиться следующим образом:

– цель и содержание работы;

– методика и порядок выполнения работы;

– результаты испытаний;

–выводы.

Результаты испытаний оформляются в виде таблиц 7, 8.

Таблица 7 – Результаты определения прочности при сжатии

Материал	Разрушающая нагрузка, кг	Площадь приложения нагрузки, см2	Предел прочности при сжатии, кг/см2
1	2	3	4

Таблица 8 – Результаты определения предела прочности при изгибе

Материал	Размеры образца, см		Расстояние между опорами, см	Разрушающая нагрузка, кг	Предел прочности при изгибе, кг/см2
	высота	ширина
1	2	3	4	5	6

7 Вопросы для защиты работы

1. Каков принцип действия гидравлического пресса и как на нем определяют усилие, действующее на испытуемый образец?

2. Какие усилия испытывают материалы в строительных конструкциях?

3. Как влияет плотность материала на его прочностные характеристики?

4. Дайте определение прочности и предела прочности.

5. Какие конструкции испытывают усилие сжатия и усилие изгиба?

6. Назовите числовые значения и размерности прочности при сжатии и изгибе тяжелого и ячеистого бетона, керамического кирпича и древесины.

7. Какие формы образцов и схемы испытания используются для определения прочности материалов при сжатии и изгибе?

Защита лабораторной работы студентами производится с учетом лекционного материала в виде устного опроса.

8 Список рекомендуемой литературы

1. Рыбьев И.А. Основы строительного материаловедения в лекционном изложении: Учебное пособие. – М.: Астель: АСТ: Хранитель, 2006. – 604, [4] с.: ил.

2. Г. Г. Волокитин, Н. П. Горленко, В. В. Гузеев и др. Физико-химические основы строительного материаловедения: Учебное пособие. – М.: Изд-во АСВ, 2004. – 192 с.

3. Смирнов В.А. Материаловедение. Учебное пособие. М.: ИРПО, 2005.–170 с.

4. Материаловедение: Практикум/ В.И. Городниченко, Б.Ю. Давиденко, В.А. Исаев и др.; Под ред. С.В. Ржевской. – М.: Логос, 2007. – 272 с.

Лабораторная работа 3

Керамические материалы. Испытание по ГОСТ кирпича

керамического обыкновенного (2 ч)

1 Цель и содержание

Определение физических свойств кирпича керамического обыкновенного: контроль формы и размеров изделий, плотности, водопоглощения кирпича керамического, определение механических свойств кирпича керамического: пределов прочности при сжатии и изгибе кирпича керамического.

2 Теоретическое обоснование

Керамические материалы для каменных и армокаменных конструкций (стен, фундаментов и т. д.) носят название кирпич и камни [1]. Для граней кирпича и камней приняты следующие названия: нижняя – постель, большая боковая – ложок, меньшая боковая – тычок.

Таблица 9 – Номинальные размеры различных видов кирпича и керамических камней

Вид изделий	Номинальные размеры, мм
	Длина	ширина		Толщина
кирпич керамический
Одинарный	250		120		65
Утолщенный	250		120		88
Модульный одинарный	288		138		65
Модульный утолщенный	288		138		88
Утолщенный с горизонтальным расположением пустот	250		120		88
камень керамический
Обыкновенный	250		120		138
Модульный	288		138		138
Модульный укрупненный	288		288		88
Укрупненный	250		250		138
Укрупненный с горизонтальным расположением пустот	250		250		120

В зависимости от способа формования различают кирпич пластического формования и полусухого прессования. Первый получают из пластичной (с высоким содержанием влаги) глины. Перед обжигом сырец сушат, при этом размеры кирпича уменьшаются (на 5 – 10%) в результате усадки. Пластическим формованием получают как полнотелый, так и пустотелый кирпич. Пустоты образуются с помощью кернов, расположенных в выходной части формующей головки пресса. Различают следующие виды кирпича:

– полнотелый – кирпич без пустот или с технологическими пустотами, объем которых составляет не более 13% от объема кирпича. Полнотелыми изготавливаются только одинарный и утолщенный кирпичи;

– пустотелый – кирпич, объем пустот, у которого более 13% (обычно 25 –45%). Форма и размер пустот могут быть различными. Обычно для изделий с вертикальными пустотами нормируется толщина наружных стенок не более 12 мм, ширина щелевых пустот не более 16 мм, диаметр круглых пустот не более 20 мм;

– лицевой кирпич – используется при кладке стен одновременно как конструкционный, так и отделочный материал. Имеет улучшенные в эстетическом отношении грани, имеет те же размеры и физико-механические свойства, что и обыкновенный кирпич (ГОСТ 530-95) [1]. Его отличает большая точность размеров: допуски по длине ; по ширине ; по высоте .

Марка кирпича керамического устанавливается по результатам их испытания на прочность при сжатии и изгибе.

Таблица 11 –Требования ГОСТ 530-95 [2] для установления марки по прочности кирпича и керамических камней

Марка кирпича	Предел прочности, МПа
	при сжатии		при изгибе
	для всех видов изделий		для полнотелого кирпича пластического формования		для полнотелого кирпича полусухого прессования и пустотелого кирпича
	средний из 5 образцов	минимальный	средний из 5 образцов	минимальный	средний из 5 образцов	минимальный
300 250 200 175 150 100 75	30,0 25,0 20,0 17,5 15,0 10,0 7,5	25,0 20,0 17,5 15,0 12,5 7,5 5,0	4,4 3,9 3,4 3,1 2,5 2,2 1,8	2,2 2,0 1,7 1,5 1,4 1,2 0,9	3,4 2,9 2,5 2,3 1,9 1,6 1,4	1,7 1,5 1,3 1,1 0,9 0,8 0,7

Марка керамических изделий определяется по среднему значению прочности с учетом прочности наихудшего образца

3 Аппаратура, оборудование и материалы

3. 1 Аппаратура, оборудование и материалы для контроля формы и

размера изделий

Штангенциркуль, линейка металлическая измерительная, угольник металлический.

3. 2 Аппаратура, оборудование и материалы для определения

водопоглощения

Сосуд с решеткой, электрошкаф сушильный, ванна с гидравлическим затвором.

3. 3 Аппаратура, оборудование и материалы для определения

средней плотности

Электрошкаф сушильный, весы, линейка измерительная металлическая.

3. 4 Аппаратура, оборудование и материалы для определения

марки кирпича

Пресс гидравлический, линейка измерительная металлическая, линейка поверочная, штангенциркуль, войлок технический толщиной 5 –10 мм, пластина резинотканевая толщиной 5 – 10 мм, песок кварцевый по, портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент марки 400, гипсовое вяжущее марки Г-16.

4 Указания по технике безопасности

При использовании лабораторного электрооборудования необходимо удостовериться в заземлении приборов. Запрещается эксплуатация гидравлических и механических прессов при давлении, превышающем указанное в формуляре. Обслуживание приборов должно производиться согласно соответствующим инструкциям.

5. Методика и порядок выполнения работы

5. 1 Контроль формы и размеров изделий

Размеры изделий и размеры дефектов определяются с погрешностью 1 мм металлической линейкой. Для определения длины и ширины изделия производится три замера: по ребрам и середине постели, для определения толщины изделий – по середине тычка и ложка. Предельные отклонения от номинальных размеров не должны превышать: по длине 5; по ширине 4; по толщине 3 мм. На изделиях не допускаются дефекты внешнего вида, размеры и число которых превышает:

– отбитости углов глубиной 10 – 15мм…………………………………2 шт;

– отбитости и притупленности ребер глубиной

не более 10 мм и длиной 10 – 15 мм……………………………… 2 шт;

– трещины протяженностью до 30 мм по постели:

на ложковых гранях………………………………………………………1 шт;

на тычковых гранях……………………………………………………….1 шт.