Результаты определения объемной доли пор и предела прочности при сжатии статистически обрабатывают: определяют оценку математического ожидания (М) по формуле

величину среднеквадратического отклонения (S):

коэффициент изменчивости (Сv):

M

Результаты статистической обработки (по всем звеньям) заносят в табл. 1.2.

Таблица 1.2

Результаты статистической обработки

1.7. Выводы

На основе данных табл. 1.2 строят графические зависимости:

1) величины пористости матрицы от величины водовяжущего отношения

Vп = f(В/Вяж);

2)предела прочности при изгибе и сжатии от величины пористости матрицы

R = f(Vп);

3)предела прочности при изгибе и сжатии от водовяжущего отношения

R = f(В/Вяж).

6

На основании анализа полученных графических зависимостей делается заключение о влиянии водовяжущего отношения и объема пор на физикомеханические свойства матрицы композиционных строительных материалов.

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТИПОВ ЦЕМЕНТАЦИИ НА СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Цель работы:

Исследование влияния содержания зерен мелкого заполнителя на структуру (тип цементации) и свойства композиционного строительного материала (на примере мелкозернистого бетона).

2.2.Контрольные вопросы

1.Что такое композиционный материал?

2.Что такое масштабный уровень структуры?

3.Как можно охарактеризовать структуру композиционного материала в виде двухкомпонентной системы «матрица-включение»?

4.Как тип цементации композиционных материалов влияет на их прочность?

2.3.Оборудование, инструменты и материалы:

1.Емкость для приготовления смеси.

2.Формы-кубы (с ребром 50 или 70 мм).

3.Мерные цилиндры на 500 и 1000 мл.

4.Весы торговые с пределами взвешивания до 10 кг.

5.Мерный цилиндрический сосуд вместимостью 1л.

6.Набор сит по ГОСТ 3584-73.

7.Металлические линейки по ГОСТ 427-75.

8.Пресс гидравлический – УММ-20.

9.Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).

10.Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.п.).

2.4.Рабочее задание

Произвести оценку пористости и предела прочности при сжатии образцов мелкозернистого бетона с различным объемным содержанием зернистых включений, которое обеспечивает изменение типа цементации в структуре композиционного материала. В качестве матрицы принимается материал, получаемый в первой лабораторной работе, включениями являются зерна песка. На основании полученных результатов работы проводится анализ влияния типа цементации на параметры структуры (пористость), прочность композиционных материалов и количественная оценка использования потенциала прочности матрицы в прочности композита.

7

2.5.Порядок выполнения работы

Вначале работы проводится определение зернового состава, модуля крупности, объемной насыпной массы и пустотности песка, согласно ГОСТ 873593 «Песок для строительных работ. Методы испытаний».

Исходя из величины пустотности песка (Vпуст), рассчитывают состав смеси с различным коэффициентом избытка матричного материала (Кизб=VМ/Vпуст). Величина Кизб принимается равной 0,9; 1,1 и 1,6. Подгруппа разбивается на три звена, каждое звено работает со своей величиной Кизб. Величина водовяжущего отношения принимается постоянной для всех серий образцов по результатам лабораторной работы №1. Расчет составов на 1 м3 смесей производится исходя из следующих соотношений:

VМ = Кизб Vпуст, (2.1)

VМ =Vвяж +Vв,

где VМ – объем матричного материала в 1 м3 смеси,

Vвяж - объем вяжущего вещества в 1 м3 смеси,

Vв - объем воды в 1 м3 смеси.

Для расчета материалов на 1 м3 смеси приведенная система уравнений преобразуется следующим образом:

где mв - масса воды, кг;

mвяж - масса вяжущего вещества, кг;

ρвяж - истинная плотность вяжущего вещества, кг/м3; ρв – истинная плотность воды, кг/м3.

Затем из уравнения (2.3) находят массу вяжущего вещества.

Расход включений (mвк) в кг/м3 рассчитывают, исходя из соотношений:

где ρвк - истинная плотность зерен включений, кг/м3; Vвк - объем включений в 1 м3 смеси.

После проведения расчетов каждое звено формует серию из 6 образцов-кубов со стороной ребра 5 см (7см). Серии образцов отличаются величиной коэффициента избытка матричного материала. После твердения (условия твердения для всех сме-

8