Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Определение физико-механических свойств строительных материалов для реставраторов. Учебно-методическое пособие
.pdf
Рабочие условия применения прибора:
– температура окружающего воздуха от минус 10 до плюс 40 °С;
– атмосферное давление от 86 до 106,4 кПа (630–800 мм рт.ст.);
– относительная влажность воздуха до 80 %;
– прибор является рабочим средством измерений по ГОСТ 12997.
2. Технические характеристики
Прибор обеспечивает определение коэффициента теплопроводности
в диапазоне 0,03–1,0 Вт/(м*К).
Погрешность определения коэффициента теплопроводности:
– допускаемая основная относительная погрешность не более ± 7 %;
– допускаемая дополнительная относительная погрешность, вызван-
ная изменением температуры окружающего воздуха от нормального значения (20 ± 2 °С) до предельных рабочих значений составляет ±0,5 % на
каждые 10 °С.
Допускаемая глубина погружения зонда 60–180 мм.
Размер испытываемого образца не менее 100 ×l00×100мм.
Питание прибора в режиме «Измерение» осуществляется от сетевого
блока питания (220В, 50Гц/12В).
Потребляемый ток не более 150 мА.
Питание прибора в режиме «Просмотр архива» может осу-
ществляться от батареи типа «Корунд» (6F22).
Напряжение питания 9,1 В. Потребляемый ток не более 12 мА.
Габариты прибора, не более:
блока электронного 175×90×30мм;
теплового зонда 05×240мм;
сетевого блока питания 90×70×50мм.
Масса прибора (всех блоков и узлов) не более 0,5кг.
Конструктивно прибор выполнен в виде двух блоков (рис. 1):
блока электронного;
теплового зонда.
3. Устройство и принцип работы
Принцип работы прибора основан на измерении скорости изменения
температуры теплового зонда, погруженного в испытываемый материал.
Электронный блок включает схемы измерения, контроля и регулирования. На лицевой панели блока электронного размещен графический
ЖК индикатор и клавиатура, состоящая из шести кнопок: ВКЛ (красная)
РЕЖИМ, ВВОД, I,1 и ПУСК.
На задней панели блока электронного расположены гнёзда соединительных разъемов для подключения теплового зонда и сетевого блока питания. Включение прибора и его отключение производится кратковремен-
61
ным нажатием кнопки ВКЛ. Прибор оснащен функцией самоотключения
через10 минут после окончания работы.
Рис. Общий вид прибора ИТП-МГ4 «Зонд»
4. Режимы работы прибора
Прибор может находиться в двух различных режимах: «Измерение»
и «Просмотр архива».
Режим «Измерение»
При включении прибора на индикаторе блока электронного высве-
чивается экран «Выбор режима» с индикацией всех четырех режимов и
мигающим значением «Измерение». Нажатием кнопки ВВОД активировать
режим «Измерение».
Режим «Просмотр архива»
В режиме осуществляется просмотр записанных в память результатов измерений, выполненных ранее. Для перевода прибора в режим «Про-
смотр архива» необходимо из экрана «Выбор режима» кнопками «I», «I»
переместить мигание на «Просмотр архива» и кнопкой ВВОД активировать режим.
Возврат прибора из режимов 1 и 2 к экрану «Выбор режима» производится нажатием кнопки РЕЖИМ.
5. Руководство по эксплуатации
Подготовка образцов (изделия) к испытанию
1. Для проведения испытаний в изделии (образце) необходимо за-
сверлить отверстие, соответствующее длине и диаметру зонда. Диаметр
отверстия не должен превышать 5,2 мм. Глубина отверстия, в зависимости
от характеристик образца (изделия), может составлять от 60 до 180 мм.
62
Допускается формировать отверстия с помощью шаблонов, закладываемых при формовании изделия (образца).
2. Для надежного термического контакта с материалом образца зонд
необходимо смазывать тонким слоем пасты теплопроводной кремнийорганической КПТ-8, либо технического вазелина, литола, глицерина.
3. Расстояние между отверстиями должно быть не менее 100 мм,
расстояние от отверстия до ближайшей, параллельной оси зонда, грани изделия должно быть не менее 50 мм.
4. Определение коэффициента теплопроводности строительных материалов в лабораторных условиях производят на образцах-кубах размером 100×100×100мм или 150×150×150 мм с соответствующим отверстием
в центре.
5. При определении теплопроводности теплоизоляционных материалов
зонд вводят в образец или изделие путем прокалывания, либо через предварительно подготовленное (проколотое) отверстие диаметром 3,5–4,5 мм.
6. Определение теплопроводности сыпучих и волокнистых материалов производят в форме, имеющей размеры в соответствии с пунктом 3.
Степень уплотнения сыпучих и волокнистых материалов при укладке в
формах указывается в нормативных документах на конкретную продукцию.
7. Размер зерен сыпучих материалов или пустот в материале не должен превышать одного диаметра зонда.
8. Для испытания образцов при температурах, отличающихся от
нормальной, необходимо термостатировать образец с установленным зондом при заданной температуре не менее 2 часов.
9. Теплопроводность материала в образцах определяют не менее,
чем на трех образцах, теплопроводность изделия определяют не менее, чем
по трем участкам.
10.В зависимости от цели испытания образцы могут высушиваться
до постоянной массы, либо испытываться в состоянии поставки.
Подготовка прибора к испытаниям и проведение испытаний
1. Перед началом работы следует внимательно изучить руководство
по эксплуатации прибора и подключить тепловой зонд и сетевой блок питания к блоку электронному и установить тепловой зонд в подготовленное
отверстие.
2. Включить питание прибора. На индикаторе кратковременно высвечивается тип прибора, после чего индикатор имеет вид:
- Выбор режима -
► Измерение (1)
► Просмотр архива с мигающим режимом «Измерение».
3. Нажатием кнопки ВВОД активировать режим «Измерение», индикатор имеет вид:
Введите
С = 0,84 кДж/кг'К (2)
63
у = кг/м3
с мигающим значением С = 0,84 кДж/кг'К.
4. Кнопками «I», «I» установить требуемую теплоемкость испытываемого материала и зафиксировать кнопкой ВВОД.
Индикатор принимает вид, например,
Введите:
С = 1,26кДж/кг*К (3)
у = 600 кг/м3
с мигающим значением у – 600 кг/м3.
5. Кнопками «I», «I» установить фактическую плотность испытываемого материала, например, 35 кг/м3 и зафиксировать кнопкой ВВОД.
Индикатор принимает вид:
Установите зонд
Нажмите «Пуск» (4)
При ошибочном вводе значений С или y, необходимо нажатием
кнопки РЕЖИМ перевести прибор в экран (1) и повторить операции по п.
п. 4...6.
6. Кратковременно нажать кнопку ПУСК, запустив прибор в работу.
На индикатор выводится информация, например
Уравнивание
Температур (5)
20,8 °С
После уравнивания температур образца и зонда индикатор принимает вид, например,
Идет измерение...
Т = 24,2 °С 44
Таймер (6)
Продолжительность измерения составляет 45 секунд (отсчет времени производится таймером, расположенным в правой части индикатора).
По окончании измерения производится вычисление значения λ и запись результата в архив.
Индикатор принимает вид, например,
Номер измерения № 02 λ=0,042 Вт/м*К
С=1,26кДж/кг*К (7)
Y= 35кг/м3
Символ метода
7. Повторное измерение без извлечения зонда из отверстия может
производиться не ранее, чем через 30 минут.
Последующее измерение может производиться не ранее, чем через
10 минут после извлечения зонда из образца.
64
8. Возврат прибора к экрану (1) «Выбор режима» производится
нажатием кнопки РЕЖИМ.
6. Порядок работы в режиме «Просмотр архива»
6.1. Перевести прибор в режим «Просмотр архива», выполнив операции по режиму 2, после чего на индикаторе высвечивается последний из
записанных в архив результатов измерений, например МОЗ (№03):
М 03 λ=0,046 Вт/м*К
С=0,84кДж/кг*К (8)
Y= 610кг/м3
Просмотр содержимого архива производится нажатием кнопок «I», «I».
Объем архивируемой информации ‒ 99 результатов измерений.
6.2. При удержании кнопки ВВОД более 1 секунды на индикатор выводится сообщение:
Очистить память?
Да «I», Нет «I» (9)
Для стирания содержимого архива нажать кнопку «I», после чего
прибор переходит к экрану (1) «Выбор режима».
При нажатии кнопки «I» прибор переходит к экрану (8).
7.Техническое обслуживание прибора включает:
- проверку работоспособности прибора.
- профилактический осмотр.
- планово-профилактический и текущий ремонт.
Данные измерений записываем в выполненную лабораторную рабо-
ту и записываем вывод.
Вывод.
65
ПЛАСТИЧЕСКИЕ МАССЫ
Лабораторная работа № 20.
Определение твердости пластических масс по Бринеллю
Цель работы: определение твердости пластических масс на приборе.
Рис. Схема прибора для определения твердости пластических масс
Метод определения твердости по Бринеллю основан на вдавливании с
определенной силой стального шарика в испытываемый материал и вычислении числа твердости по замеру глубины вдавливания.
Для определения твердости пластических масс применяют прибор с
плавным возрастанием нагрузки до 2,5 кН (схема прибора показана на рис.).
Прибор состоит из станины 6, на которой свободно двигается рама 7. На
станине имеется опора 1, на которую помещают испытываемый образец 2.
На раме закреплен индикаторный прибор 5 с циферблатом 4, указывающим
глубину погружения шарика, и устройство для закрепления шарика 3. Рама
шарнирно соединена с рычагом 8, на конец которого кладут груз 9. Рычаг
должен быть снабжен устройством, дающим плавное увеличение нагрузки.
Твердость пластических масс на этом приборе определяют следую-
щим образом. Из подлежащего испытанию материала, изготовляют образцы в форме пластин или брусков толщиной не менее 5 и шириной 15 мм.
Испытание проводят в лаборатории при 20 плюс, минус 2 °С. Перед испытанием, образцы следует выдерживать при этой температуре не менее 16 ч.
Образец помещают на опору 1 таким образом, чтобы шарик находился в
центре ширины бруска. Затем шарик прижимают пружиной к испытываемому материалу и на конец рычага помещают груз, сообщающий усилие на шарик 500 Н для пластмасс твердостью до 200 МПа или 2,5 кН для
пластмасс с твердостью выше 200 МПа. Стрелку на циферблате индикаторной головки устанавливают на нулевое деление. Нагрузку следует прикладывать плавно, без толчков, увеличивая ее от нуля до выбранного зна-
66
чения в течение 30 с. Максимальную нагрузку выдерживают в течение 1
НВ = p/(dh),
(1)
H = [(h-h0)/h0)]100,
(2)
минуты, после чего плавно снимают. Глубину отпечатка при выбранной
нагрузке фиксируют с точностью до 0,01 мм через 1 минуту после начала
приложения нагрузки и через 1 минуту после снятия нагрузки.
После проведения испытания с рычага снимают груз и переводят
рычаг в первоначальное положение, затем повторно определяют твердость,
переставляя образец на опоре так, чтобы центр второго отпечатка находился на расстоянии не менее 7,5 мм от центра первого.
Испытанию подвергают пять образцов, и на каждом образце прово-
дят по два определения. Число твердости по Бринеллю НВ, МПа, определяют по формуле:
где p – нагрузка, прилагаемая к шарику, Н; d – диаметр шарика, мм, h –
глубина отпечатка шарика, мм.
Окончательным результатом является среднее арифметическое опре-
деление твердости пяти образцов. Отношение упругой деформации к остаточной, Н, вычисляется по формуле, %:
где h – глубина отпечатка шарика при нагрузке, мм; h 0 – глубина отпечатка шарика при снятии нагрузки, мм.
Внешний вид образцов после испытания (сломался, расслоился, и т.
д.) фиксируется.
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое твердость материала?
2. Является ли определение твердости у пластмасс, металлических
изделий обязательным?
Лабораторная работа № 21. Определение истираемости
Цель работы: определение истираемости пластических масс на при-
боре.
Истираемость характеризует способность материала изменяться по
массе под действием истирающих усилий. На истираемость испытывают
материала, которые применяют для устройства тротуарных плит, лестничных ступеней, полов и др.
При определении истираемости руководствуются ГОСТ 13087-81 или
ГОСТ 30629-99. Истираемость определяют на 5 образцах кубической формы с ребром 40–50 мм или на цилиндрах диаметром и высотой 40–50 мм.
Испытание проводят на круге истирания (рис. 1). Основной частью
прибора является стальной круг, который приводится во вращение с помощью электродвигателя. Образец закладывается в держатель круга исти-
67
рания и плотно прижимается к поверхности круга специальным грузом из
И=
12
,
mm
F
(1)
расчета 600 г на см2 площади истирания. Образцы материалов при испытании должны пройти 150 м пути при скорости вращения круга не более 35
об/мин. В качестве истирающего абразивного материала применяют нормальный кварцевый песок из расчета 20 г на каждые 30 м пути. Для равно-
мерного истирания через каждые 30 м пути образец поворачивают на 90 и
под него подсыпают новую порцию истирающего материала. Ранее подсыпанный истирающий материал с круга убирают.
Истираемость материала характеризуется потерей массы образца,
отнесенной к единице площади его истирания и определяется по формуле
в г/см2:
где m1 – масса образца в сухом состоянии, кг; m2 – масса образца в насыщенном водой состоянии, кг; F – площадь истирания, см2.
Рис. Круг истирания: 1 – истирающий диск;
2 – нагружающее устройство; 3 – испытываемые образцы; 4 – счетчик оборотов
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое истираемость материала?
2. Является ли истираемость механическим свойством?
68
ЛАКОКРАСОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
№ образца
Толщина, мкм
Лабораторная работа № 22. Определение толщины
Цель работы: определение толщины лакокрасочных покрытий.
Настоящий стандарт устанавливает методы измерения толщины органических покрытий, нанесенных на окрашиваемую поверхность методом
магнитной индукции на железе и сталях прибором МТ-41-НЦ по ГОСТ Р
51694-2000.
Этот метод относится к разряду неразрушающих и используется для
определения толщины немагнитных высушенных покрытий на магнитных
металлических основаниях.
Приборы, используемые метод магнитной индукции, измеряют сопротивление магнитного потока, проходящего через покрытие и основание.
Перед началом работы прибор должен быть откалиброван в соответствии с инструкцией по применению с использованием калибровочных
эталонов. В процессе эксплуатации прибора калибровку следует проводить
через короткие интервалы времени.
Для каждого прибора существует критическое значение толщины
основания, выше которого увеличение толщины уже не влияет на результат (в нашем случае не менее 300 мкм).
На каждом контрольном участке необходимо проводить не менее 3-х
измерений, чтобы получить локальную толщину как среднее арифметическое значение результатов ряда измерений. Данные заносятся таблицу.
Таблица
Определение толщины лакокрасочного материала
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется толщина у лакокрасочных материалов?
2. В каких нормативных документах изложены основные требования
к строительным материалам?
3. Каким способом определяется толщина у лакокрасочных материа-
лов?
4. Дайте определение понятия толщины лакокрасочного материала.
5. Назовите единицы измерения толщины лакокрасочного материала.
69
Лабораторная работа № 23. Определение внешнего вида
Цель работы: методом визуального осмотра определить внешний
вид лакокрасочного покрытия, нанесенного на металлическую подложку.
Настоящий стандарт устанавливает метод оценки внешнего вида лакокрасочного покрытия на металлической подложке по ГОСТ 9.407-84 и
ГОСТ 6992-68.
Метод применяют при испытаниях покрытий, а также при испытаниях и эксплуатации (хранении) изделий с покрытиями.
Оценка внешнего вида покрытия. Подготовку покрытия к оценке
внешнего вида проводят в соответствии с требованиями стандартов на методы испытаний покрытий или методы оценки состояния изделий. В зависимости от цели испытаний, установленной в программе испытаний, проводят оценку декоративных или защитных свойств, или декоративных и
защитных в комплексе.
Виды разрушений лакокрасочного покрытия:
– потеря блеска (поматовение) является одним из показателей
начальной стадии разрушения поверхностного слоя покрытия в результате
фотохимического процесса. В начальной стадии потеря блеска может быть
устранена полировкой или протиркой;
– изменение цвета покрытия (повеление, потемнение, пожелтение,
бронзировка и другие) происходит в результате фотохимических процессов или миграции пигмента;
– грязеудержание – это способность лакокрасочного покрытия удерживать на своей поверхности механические загрязнения, не удаляемые при
промывке водой;
– меление – появление на поверхности покрытия тонкого слоя легко
снимаемого порошка вследствие деструкции одного или более компонентов. Глубокая стадия меления при атмосферном воздействии может привести к эрозии (выветриванию) покрытия – разрушению, в результате которого обнажается подложка
Оценка декоративных свойств покрытия. Изменение блеска покрытия
определяют по ГОСТ 896-69 или визуально сравнением с контрольным образ-
цом.
Изменение цвета покрытия определяют визуально сравнением с контрольным образцом или с помощью спектрофотометра или компаратора цвета.
Грязеудержание покрытия определяют визуально по отсутствию или
наличию на поверхности покрытия механических частиц после промывки
теплой водой.
Меление покрытия определяют по ГОСТ 16976-71 или визуально по
отсутствию или наличию частиц пигмента на хлопчатобумажной ткани
(белой для темных покрытий и черной для светлых), отделяемых от покрытия при трении его с усилием.
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]