Строительные материалы

наличии основы у материала для полов образцы испытывают вместе с ней.

Шарик индентора приводят в соприкосновение с поверхностью материала. Фиксируют отсчет по индикатору. Затем шарику индентора передают усилие в 10 Н. По истечении 60 с фиксируют новое положение стрелки индикатора n1. После этого нагрузку снимают, образец оставляют в течение 60 с в ненагруженном состоянии и по новому показанию индикатора определяют с той же погрешностью величину n2 остаточной деформации.

Абсолютную деформацию в мм при вдавливании вычисляют по формуле

где n0 отсчет по индикатору до нагружения; n1 отсчет по индикатору после нагружения.

Восстанавливаемость в % определяют по формуле

где n1 отсчет по индикатору после нагружения; n2 отсчет по индикатору после снятия нагрузки; ha абсолютная деформация, мм.

За результаты испытаний принимают среднее арифметическое значение 3-х параллельных определений показателей.

Результаты испытаний

Результаты испытаний и вычислений абсолютных деформаций при вдавливании и восстанавливаемости деформаций заносят в табл. 15.4.

331

Т а б л и ц а 15.4

Результаты определения абсолютных и восстановленных деформаций

Заключение

Сравнить полученные значения абсолютной деформации при вдавливании и восстанавливаемости с требованиями нормативных документов. Сделать выводы.

Задание 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И РАЗРЫВЕ И ОТНОСИТЕЛЬНОГО

УДЛИНЕНИЯ ПРИ РАЗРЫВЕ ПВХ-ПРОФИЛЯ

Сущность метода определения прочности при растяжении и разрыве основана на растяжении испытываемого образца с установленной скоростью деформирования (ГОСТ 11262).

Значения прочности при растяжении в МПа вычисляют по формуле

332

где Fpm максимальная нагрузка при испытании на растяжение, Н; Ао начальное поперечное сечение образца, мм2.

Прочность при разрыве в МПа вычисляют по формуле

где Fpp нагрузка, при которой образец разрушился, Н. Относительное удлинение при разрыве

где р изменение расчетной длины образца в момент разрыва, мм;0 начальная расчетная длина образца, мм.

Приборы и материалы

1.Машина испытательная на растяжение.

2.Штангенциркуль.

3.Линейка.

4.Образцы (тип 2) из ПВХ для изготовления оконных и дверных блоков.

Методика испытаний

Для проведения испытания готовят пять образцов, форма и размеры которых указаны на рис. 15.1 и в табл. 15.5.

333

За результат испытания принимают среднее арифметическое из пяти oпределений, вычисленных до второй значащей цифры после запятой по формулам (15.7)…(15.9).

Результаты испытаний

Результаты выполненных испытаний по определению предела прочности при растяжении, прочности и относительного удлинения при разрыве заносят в табл. 15.6.

Т а б л и ц а 15.6

Результаты испытаний при растяжении ПВХ

Сравнить полученные опытные значения с требуемыми по СТБ. Сделать выводы.

335

Вопросы для защиты лабораторной работы

1.Какими основными свойствами должны обладать полимерные материалы для полов?

2.Как определить массу 1 м2 площади полимерного материала для полов?

3.Как определить гибкость полимерных материалов для полов?

4.В каких единицах измеряется истираемость полимерных материалов для полов и как ее определить?

5.Какие показатели характеризуют деформативность полимерных материалов при вдавливании?

6.Как определить величину абсолютной деформации полимерных материалов?

7.Как определить восстанавливаемость полимерных материа-

лов?

8.Какие приборы применяют при определении деформативности полимерных материалов?

9.На каких образцах определяют прочность при растяжении и разрыве?

10.По какой формуле вычисляют прочность при растяжении?

11.По какой формуле вычисляют прочность при разрыве?

12.Как определить относительное удлинение при разрыве?

13.Какие компоненты в пластмассах влияют на величину относительного удлинения при разрыве?

Л и т е р а т у р а

1. М и к у л ь с к и й В.Г., Г о р ч а к о в Г.И., К о з л о в В.В. и др. Строительные материалы. М.: Ассоциация строительных вузов, 1996. 488 с.

2.ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытания на растяже-

ние.

3.ГОСТ 11529-86. Материалы поливинилхлоридные для полов. Методы контроля.

4.ГОСТ 15139-69. Пластмассы. Метод определения плотности.

5.ГОСТ 16475-81. Плитки поливинилхлоридные для полов. Технические условия.

336

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 6

ИСПЫТАНИЕ НЕФТЯНОГО БИТУМА

Цель работы

1.Ознакомиться с методикой определения основных показателей качества битума.

2.Приобрести необходимые навыки при испытании важнейших битумных материалов.

16.1. Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы

1.Какие органические вяжущие вещества Вы знаете?

2.Основные свойства органических вяжущих.

3.Положительные свойства битумов.

4.Отрицательные свойства битумов.

5.Какие имеются способы улучшения качества битума?

6.Какое влияние на свойства битума оказывают смолы, масла, парафины?

7.Какие свойства битума используют при получении на его основе кровельных и гидроизоляционных материалов?

8.Какие свойства битумов используют при получении на их основе лакокрасочных составов?

9.Способы повышения прочности и термостойкости битумов.

10.Какие материалы и изделия получают на основе битумов? Их применение в строительстве.

16.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Определение вязкости (твердости) битума (по ГОСТ 11501).

Задание 2. Определение растяжимости битума (по ГОСТ 11505). Задание 3. Определение температуры размягчения битума.

337

16.3. Общие сведения

Группу органических вяжущих веществ образуют битумные и дегтевые вяжущие, а также полимеры и органические клеи. Для органических веществ в отличие от минеральных характерны следующие свойства:

1)гидрофобность;

2)атмосферостойкость;

3)растворимость в органических растворителях;

4)аморфность строения;

5)повышенная деформативность;

6)способность размягчаться при нагревании до 80…170 С вплоть до полного плавления и объединения с каменными или другими строительными материалами;

7)способность вновь затвердевать при понижении температуры

до 20…25 С и ниже или испарении растворителя; 8) адгезия (прилипание) к поверхности каменных, деревянных и

металлических материалов, зависящая от природы материала и содержания поверхностно-активных полярных компонентов; характеризуется прочностью сцепления при отрыве одногоминерала от другого.

Битумные и дегтевые вяжущие имеют темно-коричневый или черный цвет, поэтому их часто называют «черными вяжущими».

Дегтевые вяжущие – искусственные материалы, получаемые в заводских условиях. При сухой перегонке (без доступа воздуха) каменного или бурого угля, сланца, дерева, торфа и других органических веществ с целью получения кокса, полукокса, газа образуются летучие вещества, которые после конденсации (сгущения) образуют вязкие жидкости, называемые соответственно каменноугольными, буроугольными, сланцевыми, торфяными и древесными дегтями.

Наиболее широкое применение в строительстве получили каменноугольные дегти, обладающие более высокими строительными свойствами, чем другие дегти.

Дегтевые материалы применяют ограниченно, так как большинство из них служат сырьем для получения различных химических продуктов. К тому же дегтевые вяжущие и материалы на их основе в условиях эксплуатации (под влиянием влаги, кислорода воздуха, солнечной радиации) сравнительно быстро «стареют», становятся хрупкими и малопрочными, обладают неприятным запахом и выде-

338

ляют вредные для здоровья вещества.

Битумные вяжущие материалы, получаемые при переработке нефти, могут быть как природными, так и искусственными.

Природные битумы (твердые и вязкие) образовались из нефти в верхних слоях земной коры в результате испарения летучих фракций, под влиянием окислительных процессов и полимеризации. Природные битумы иногда встречаются в виде залежей, состоящих почти из чистого битума с небольшим количеством минеральных примесей, но чаще содержатся в осадочных горных породах песках, песчаниках, карбонатных породах (известняках, доломитах), глинистых грунтах. Такие породы называются асфальтовыми, или

битуминозными.

Природные битумы отличаются высокой атмосферостойкостью и хорошим прилипанием к поверхности каменных материалов, но из-за дефицитности и высокой стоимости в строительстве применяются ограниченно. Их используют, главным образом, в химической и лакокрасочной промышленности.

Нефтяные битумы получают из нефти путем обработки остатков, образующихся при ее фракционной перегонке. В зависимости от способа производства различают остаточные, окисленные и крекинговые нефтяные битумы.

Битумы – сложная смесь высокомолекулярных углеводородов и их неметаллических производных (соединений углеродов с кислородом, серой, азотом). Элементарный химический состав всех битумов достаточно близок. В них 70…87 % углерода (С), до 15 % водорода (Н), до 10 % кислорода (О), до 1,5 % серы (S) (в природных битумах до 10 %), небольшое количество азота (N). Элементарный состав не дает представления о десятках химических соединений, содержащихся в битумах. Выделить индивидуальные углеводородные соединения из битумов весьма сложно, поэтому из битумов специальными методами выделяют группы углеводородов с более или менее сходными свойствами. Такими группами являются:

1)твердая часть;

2)смолы;

3)масла.

Твердая часть битума – это высокомолекулярные углеводороды и их производные с молекулярной массой 1000…5000, плотностью 1, объединенные под общим названием «асфальтены». В ас-

339

фальтенах содержатся:

1)карбены, растворимые в ССl4;

2)карбоиды, не растворимые в маслах и летучих расторителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды –

парафины.

Смолы – вязкопластичные аморфные вещества, твердые или полутвердые при обычной температуре, плотностью около единицы (ρ ≈ 1) и молекулярной массой 500…1000. Придают битумам вяжущие свойства и пластичность.

Масла – жидкая при обычной температуре группа углеводородов плотностью менее единицы (ρ < 1) и молекулярной массой 100…500. Повышенное содержание масел в битумах придает им подвижность и текучесть.

Асфальтены – твердые неплавкие соединения с плотностью более единицы (ρ > 1) и молекулярной массой 1000…5000 и более. Некоторые из них растворимы в маслянистых и смолистых фракциях, другие (карбены и карбоиды, содержащие свободный углерод) нерастворимы. Асфальтены придают битуму твердость и теплоустойчивость. При длительном его нагревании в присутствии воздуха масла и смолы переходят в асфальтены. Чрезмерно большое количество асфальтенов в битуме может образоваться также под действием солнечной радиации, что вызывает постепенное разрушение (старение) битума.

Асфальтогеновые кислоты по консистенции могут быть твердыми или высоковязкими. Они способствуют повышению прочности сцепления битума с каменными материалами, деревом, металлом, так как являются поверхностно-активной частью битума.

Битумы характеризуются важнейшими свойствами, например, способностью при нагревании (до 80…160 С) или при добавлении растворителей (бензин, керосин, скипидар) переходить в жидкое состояние (приобретая пластичность). В таком виде они хорошо смачивают и пропитывают другие материалы. При охлаждении (до 20…25 С) или испарении растворителя битумы вновь затвердевают, быстро увеличивают вязкость при остывании, прочно склеиваясь с другими материалами; придают гидрофобные (водоотталкивающие) и водонепроницаемые свойства материалам, пропитанным или покрытым ими; обладают стойкостью к действию водных растворов многих кислот, щелочей, солей и большинства агрессивных газов;

340