- •1.1. Цель работы:
- •1.2. Контрольные вопросы
- •1.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •8. Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).
- •1.4. Рабочее задание
- •1.5. Порядок выполнения работы
- •1.6. Содержание и результаты работы
- •1.7. Выводы
- •2.1. Цель работы:
- •2.2. Контрольные вопросы
- •2.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •2.4. Рабочее задание
- •2.5. Порядок выполнения работы
- •2.6. Содержание и результаты работы
- •2.7. Выводы
- •3.1. Цель работы:
- •3.2. Контрольные вопросы
- •Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.П.).
- •3.4. Рабочее задание
- •3.5. Порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание и результаты работы
- •3.7. Выводы
- •4.1. Цель работы:
- •4.2. Вопросы для подготовки к работе
- •4.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •11. Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.П.).
- •4.4. Рабочее задание
- •4.5. Порядок выполнения работы
- •4.6. Содержание и результаты работы
- •4.7. Выводы
- •5.1. Цель работы:
- •5.2. Вопросы для подготовки к работе
- •5.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.П.).
- •5.4. Рабочее задание
- •5.5. Порядок выполнения работы
- •5.6. Содержание и результаты работы
- •5.6. Выводы
- •Библиографический список
- •394006 Г. Воронеж, ул. Хх лет Октября, 84
479 |
|
|
Кафедра технологии строительных материалов, изделий и конструкций |
Механика прочности и разрушения материалов и конструкций
методические указания к выполнению лабораторных работ для бакалавров направления 08.03.01 (270800) – «Строительство» и 27.03.01 (200500) «Стандартизация и метрология» |
|
Воронеж -2014 |
Составители Г.С. Славчева, Н.А. Верлина
УДК 691:620.18(07)
Механика прочности и разрушения материалов и конструкций [Текст]: метод. указ. к выполнению лабор. работ для бакалавров направления 08.03.01 (270800) – «Строительство» и 27.03.01 (200500) «Стандартизация и метрология» / Воронеж. гос. арх. – строит. ун-т; сост.: Г.С. Славчева, Н.А. Верлина. - Воронеж, 2014.- 21 с.
Методические указания предназначены для изучения бакалаврами направления «Строительство» состава, структуры и свойств композиционных строительных материалов и факторов управления их свойствами последовательно по масштабным уровням структуры.
Табл. 12. Библиограф.: 6 назв.
Печатается по решению редакционно-издательского совета
Воронежского государственного архитектурно-строительного
университета
Рецензент – Д.В. Панфилов, к. т. н, доц., заведующий кафедрой
строительных конструкций, оснований и фундаментов Воронежского государственного архитектурно-строительного университета
Введение
Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика прочности и разрушения материалов и конструкций» решают задачу закрепления теоретических знаний в области материаловедения строительных композитов, развития практических навыков по изучению структуры и свойств строительных композиционных материалов, освоению методов управления свойствами и методиками проектирования состава композиционных материалов.
В предлагаемом цикле лабораторных работ студент должен:
изучить основные закономерности взаимосвязи между составом, структурой и свойствами композиционных строительных материалов последовательно по масштабным уровням их структуры;
изучить методику проектирования составов композиционных строительных материалов в зависимости от задаваемых параметров структуры.
Лабораторные работы рассчитаны на 36 часов лабораторных занятий. Принято следующее распределение часов на выполнение данных лабораторных работ.
Таблица
№ работы |
Наименование работы |
Объем работы в часах |
1 |
Изучение структуры и свойств матрицы композиционных строительных материалов |
8 |
2 |
Изучение влияния типов цементации на свойства композиционных строительных материалов |
8 |
3 |
Изучение влияния типов цементации и гранулометрического состава макровключений (зерен крупного заполнителя) на структуру и свойства композиционного строительного материала |
8 |
4 |
Изучение влияния
объемной доли макропор на структуру
и свойства композиционного строительного
|
6 |
5 |
Изучение влияния объемной доли волокнистых включений на структуру и свойства композиционного строительного материала |
6 |
Подготовка к каждой лабораторной работе включает изучение лекционного материала в соответствии с перечнем контрольных вопросов, представленных в настоящих методических указаниях.
По выполненным лабораторным работам составляется отчет, который защищается перед преподавателем. В отчете необходимо представить:
название работы;
цель работы;
перечень используемого оборудования и материалов;
методику выполнения работы;
результаты работы в виде необходимых расчетов, таблиц, графических зависимостей;
выводы.
Лабораторная работа № 1
Изучение структуры и свойств матрицы
композиционных строительных материалов
1.1. Цель работы:
Освоение методики оценки параметров структуры и свойств неорганической матрицы композиционных строительных материалов;
Исследование влияния параметров структуры на физико-механические свойства матрицы композиционных строительных материалов.
1.2. Контрольные вопросы
Что называют композиционными строительными материалами?
Какой совокупностью параметров структуры характеризуются композиционные строительные материалы?
Какими показателями оценивают основные физико-механические свойства композиционных строительных материалов?
1.3. Оборудование, инструменты и материалы:
Емкости для приготовления смеси.
Формы-призмы 4416 см.
Мерные цилиндры на 500 мл.
Весы торговые с пределами взвешивания до 10 кг.
Металлические линейки по ГОСТ 427-75*.
Пресс гидравлический – УММ-20.
8. Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).
1.4. Рабочее задание
Произвести оценку пористости и предела прочности при сжатии и изгибе образцов цементного (гипсового и др. вяжущего) с разным водовяжущим отношением. На основании полученных результатов работы проводится анализ влияния водовяжущего отношения на параметры структуры (пористость) и прочностные характеристики матрицы композиционных материалов.
1.5. Порядок выполнения работы
Подгруппа студентов разбивается на 3 звена. Каждое звено производит расчет состава матрицы, исходя из задаваемой величины водовяжущего отношения, которое указываются преподавателем.
Состав матрицы и расход материалов на 1 м3 при заданном водовяжущем отношении (В/Вяж) рассчитывают, принимая некоторые допущения, исходя из следующих зависимостей:
V вяж+Vв=1; (1.1)
mв/mвяж=В/Вяж,
где Vвяж- объем вяжущего вещества, м3;
Vв - объем воды, м3;
mв - масса воды, кг;
mвяж - масса вяжущего, кг.
Для расчета материалов на 1 м3 смеси приведенная система уравнений преобразуется следующим образом:
где вяж - истинная плотность вяжущего, кг/м3,
в – истинная плотность воды, кг/м3.
Затем из уравнения (1.3) находят массу вяжущего вещества, в соответствии с заданным водовяжущим отношением определяют массу воды.
Каждое звено формует две серии образцов, отличающиеся величиной водовяжущего отношения. Серия состоит из 3 образцов-призм размером 4416 см. Образцы всех серий, формуемые подгруппой, должны иметь одинаковые размеры. Твердение отформованных образцов всех серий осуществляется в одинаковых условиях, задаваемых преподавателем. После твердения образцы высушивают до постоянной массы и подвергают техническим испытаниям: их измеряют, взвешивают, а затем испытывают на прочность при изгибе и сжатии. Для оценки структуры матрицы рассчитывается относительный объем микропор и объем твердой фазы в единице ее объема.
После проведения испытаний образцов микробетона для каждого образца рассчитывают предел прочности при изгибе и сжатии и объемную долю пор (Vпор). Для расчета объемной доли пор этого применяют формулу
, (1.4)
где м - средняя плотность матрицы в сухом состоянии, кг/м3;
и - истинная плотность матрицы в сухом состоянии, кг/м3.