Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы материаловедения, проектирования и конструирования. Учебное пособие.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
Кафедра
«Промышленное и гражданское строительство»
ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ,
ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ
Учебное пособие
по выполнению практических работ для студентов
направления 38.03.01 «Экономика»
профиль «Экономика предприятий и организаций»
очной/заочной форм обучения
Астрахань – 2019
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«АСТРАХАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
АРХИТЕКТУРНО-СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ,
ПРОЕКТИРОВАНИЯ И КОНСТРУИРОВАНИЯ
Электронное учебное пособие
по выполнению практических работ для студентов
направления 38.03.01 «Экономика»
профиль «Экономика предприятий и организаций»
очной/заочной форм обучения
ISBN 978-5-93026-086-1
Об издании: 1, 2
© Кортовенко Л. П., 2019
© ГАОУ АО ВО «Астраханский государственный
архитектурно-строительный университет», 2019
2
УДК
ББК
Рекомендован к изданию редакционно-издательским советом
Астраханского государственного архитектурно-строительного университета
Составитель:
Любовь Павловна Кортовенко, кандидат технических наук, доцент
Рецензенты:
доктор экономических наук, профессор
Астраханского государственного технического университета
Набиев Р.А.;
доктор технических наук, профессор
Астраханского государственного технического университета
Руднев В. П.
Основы материаловедения, проектирования и конструирова-
ния [Электронный ресурс] : учебное пособие / сост. Л. П. Кортовенко. –
Электрон. текстовые данные (2,69 Мб). – Астрахань : Астраханский государственный архитектурно-строительный университет, 2019. – 1 опт.
диск (CD-R).
Предназначено для выполнения практических работ и содержит крат-
кие теоретические материалы по рассматриваемым разделам, методики определения физических и механических свойств строительных материалов.
Рекомендовано для студентов специальности направления 38.03.01
«Экономика» профиль «Экономика предприятий и организаций» очной и заочной форм обучения.
ISBN 978-5-93026-086-1
Минимальные системные требования для воспроизведения электронного издания:
Процессор с тактовой частотой 1,5 ГГц и выше, Windows 7 SP1/8, 8.1/10, 1 ГБ ОЗУ,
380 МБ свободного пространства на жестком диске; программа для чтения файлов
формата PDF, наличие CD\DVD-привода
© Кортовенко Л. П.
© ГАОУ АО ВО «Астраханский государственный
архитектурно-строительный университет»
ВПЕРЕД
3
Издание публикуется в авторской редакции
Техническая обработка и подготовка материалов С. С. Кострыкиной
Подготовлено к изданию 31.08.2019 г.
ГАОУ АО ВО «Астраханский государственный
архитектурно-строительный университет» (АГАСУ)
414056, г. Астрахань, ул. Татищева, 18
Тел./факс: (8512) 49-42-15
Е-mail: iic@aucu .ru
Тираж 200 экз. (первый завод – 10 экз.)
Оттиражировано в Астраханской цифровой типографии
(ИП Сорокин Роман Васильевич)
414040, г. Астрахань, пл. К. Маркса, 33, 5-й этаж, 1-й офис
Тел./факс: (8512) 54-00-11
Е-mail: RomanSorokin@list.ru
4
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ........................................................................................................... 7
Практическая работа № 1.
Определение средней плотности строительных материалов ..................... 8
Практическая работа № 2.
Определение насыпной плотности строительных материалов
и расчет относительной плотности,
пористости и пустотности материалов ........................................................... 11
Практическая работа № 3.
Определение твердости лакокрасочного покрытия .................................... 14
Практическая работа № 4.
Определение твердости пластических масс по Бринеллю ......................... 15
Практическая работа № 5.
Определение качественных характеристик гипса строительного .......... 17
Практическая работа № 6.
Определение гидрофизических свойств строительных материалов
(водопоглощение, водостойкость, морозостойкость) ................................... 19
Практическая работа № 7.
Определение механических свойств строительных материалов .............. 24
Практическая работа № 8.
Изучение коллекции природных каменных материалов и стекла ........... 31
Практическая работа № 9.
Определение физико-механических свойств
керамического кирпича и камней ................................................................. 34
Практическая работа № 10.
Определение средней плотности образца
неправильной геометрической формы ........................................................... 38
Практическая работа № 11.
Изучение качественных характеристик
теплоизоляционных материалов ..................................................................... 40
Практическая работа № 12.
Определение внешнего вида лакокрасочного покрытия ........................... 41
Практическая работа № 13.
Определение глубины проникания иглы в битум ....................................... 43
Практическая работа № 14.
Определение температуры размягчения битумов ....................................... 45
Практическая работа № 15.
Определение пористости лакокрасочных покрытий .................................. 47
Практическая работа № 16.
Определение адгезии покрытий к металлическим поверхностям ........... 48
5
Практическая работа № 17.
Определение качественных характеристик
гидроизоляционных материалов ..................................................................... 51
Практическая работа № 18.
Определение истинной плотности строительных материалов .................. 52
Практическая работа № 19.
Определение толщины лакокрасочных покрытий ..................................... 58
Практическая работа № 20.
Определение качественных характеристик минерального вяжущего .... .59
Практическая работа № 21.
Определение качественных характеристик песка как заполнителя ...... 61
Практическая работа № 22.
Определение твердости строительных материалов по шкале Мооса ...... 64
Практическая работа № 23.
Определение сопротивление удару строительных материалов ................ 65
Практическая работа № 24.
Определение подвижности (жесткости) бетонной смеси ............................ 66
Практическая работа № 25.
Определение класса арматурной стали ......................................................... .68
Практическая работа № 26.
Определение методом расчета предельных состояний на прочность
центрально-растянутых, центрально-сжатых, изгибаемых элементов
металлических конструкций ............................................................................ 69
Практическая работа № 27.
Определение методом расчета прочности
центрально-растянутых железобетонных элементов .................................. 78
Практическая работа № 28.
Определение методом расчета на центральное растяжение
и сжатие элементов деревянных конструкций ............................................. 79
Журнал для выполнения практических работ ............................................. 90
Правила техники безопасности
при выполнении практических работ ............................................................ 91
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ................................................................................................... 92
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ................................................................................. 93
6
ВВЕДЕНИЕ
Практические работы входят в состав учебного пособия «Основы материаловедения, проектирования и конструирования», которое содержит
95 страниц и рекомендовано для студентов специальности направления
38.03.01 «Экономика» профиль «Экономика предприятий и организаций»
очной и заочной форм обучения.
Теория составляет сумму знаний обо всех материалах в их сложной совокупности и описывает общие закономерности связи свойств материалов с особенностями строения и со свойствами тех веществ, из которых данный материал состоит, а также описанию научных принципов и законов, лежащих в основе их производства.
Практика – приоритетная часть строительного материаловедения –
включает в себя знания о свойствах строительных материалов и изделий, методах испытаний строительных материалов, целесообразности их применения
в строительстве
Строительные материалы и изделия характеризуются разнообразными
свойствами, которые определяют их качество и области применения. Свойства строительных материалов оцениваются числовыми показателями, устанавливаемыми путем практических определений по стандартным методикам.
Физические свойства материала характеризуют его строение или отношение к физическим процессам окружающей среды.
Механические свойства материала и расчеты на прочность характеризуют его способность сопротивляться разрушающему или деформирующему
воздействию внешних сил или внутренних напряжений и определяют его
долговечность и надежность.
Целью практических работ является:
1.Освоение методик определения физических и механических свойств
строительных материалов.
2.Определение физических и механических свойств строительных
материалов экспериментально - расчетным путем.
3. Определение методами расчета предельных состояний на проч-
ность центрально-растянутых, центрально-сжатых, изгибаемых элементов
металлических конструкций, центрально-растянутых железобетонных элементов, элементов деревянных конструкций.
3.Выводы по результатам выполненной практической работы.
4.Опросы на поставленные вопросы для самоконтроля и защита вы-
полненной практической работы.
7
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1
V
m
p
=
0
,
(1)
Материал
(р0, кг/м
3
)
Материал
(р0, кг/м
3
)
Сталь
7850
Кирпич глиняный
1600-1900
Гранит
2500 -2700
Кирпич силикатный
1800-2000
Бетон тяжелый
1800-2400
Вода
1000
Бетон легкий
1000-1800
Сосна
500-600
Бетон конструкционнотеплоизоляционный
500-1400
Дуб
700-900
Бетон теплоизоля-
ционный
менее 500
Минераловатные изделия
200-400
Образец
Взвешивание
Измерение
Масса
m, гр
Объем
V, см3
V
m
p =
0
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: определение средней плотности строительных мате-
риалов - бетона, гипса строительного, древесины.
Средней плотностью (р0, кг/м3 или г/см3) называется масса единицы
объема материала вместе с порами и пустотами
где т - масса материала, кг, V- объём материала, м3.
Средняя плотность строительных материалов колеблется довольно в
широких пределах. Значения средней плотности некоторых строительных
материалов приведены в таблице 1.
Таблица 1
Объемная масса материалов
Информационно-логическая модель испытания
(средняя проба)
Средняя плотность
Выбор способа для определения средней плотности материала зависит от формы образца. Среднюю плотность материалов определяют на целом изделии или на образцах правильной геометрической формы.
8
Подготовка образцов
№ об-
Длина, см, L
Ширина, см, В
Высота, см, Н
Средняя
Средняя
Сред-
Н
В соответствии с ГОСТ 6427-75 образцы правильной геометрической
формы в виде куба, параллелепипеда или цилиндра должны иметь размер
по наименьшему измерению не менее 50 мм. Для испытаний отбирают три
изделия или образца. Образцы должны быть очищены от пыли и высушены до постоянной массы.
Порядок проведения испытаний
Образцы при массе до I кг взвешивают с погрешностью не более 1 г.
Объём образцов правильной геометрической формы определяют по их
геометрическим размерам, измеренным с погрешностью не более 0,1 мм
при размере стороны до 20 см и с погрешностью не более I мм при размере
стороны свыше 20 см.
Каждый линейный размер образца вычисляют как среднее арифметическое трёх измерений 2-х параллельных друг другу рёбер и средней
линии между ними (рис. 1).
Рис. 1. Измерение образцов в форме куба или параллелепипеда
Данные измерений заносят в таблицу 2.
Таблица 2
Размеры образцов в форме куба или параллелепипеда.
разца
1 2 3
L
1 2 3
В
1 2 3
няя
Размер диаметра образца цилиндрической формы вычисляют как
среднее арифметическое четырёх измерений, полученных измерением
двух взаимно перпендикулярных диаметров на каждой параллельной
плоскости цилиндра.
Высоту образца цилиндрической формы вычисляют как среднее
арифметическое четырёх измерений - по два измерения на взаимно перпендикулярных плоскостях, пересекающих цилиндр по его вертикальной
оси (рис. 2).
9
Диаметр, см, D
Высота, см, Н
D1
D2
D3
D4
D5
D6
Средний
Н
1
Н
2
Н
3
Н
4
Средняя
H
ПD
V ⋅=
4
2
(2)
Геометрический
объем
Масса
Средняя
плотность
p0, г/см
3
Данные измерений заносят в таблицу 3.
Рис. 2. Измерение образцов в форме цилиндра
Таблица 3
Размеры образца цилиндрической формы
Объем образца в форме цилиндра определяют по формуле:
Объем образца измеряют в см3.
Общую среднюю плотность определяют как среднее арифметическое
результатов измерений трех образцов по данным, приведенным в таблице 4.
Таблица 4
Результаты определений средней плотности образцов
Матери-
ал об-
разца
см см см см V, см3 m, г
Выводы.
1. Определите понятия: строительные материалы, изделия.
2. В каких нормативных документах изложены основные требования
к материалам.
3. Назовите методы исследования физических свойств строительных
материалов.
4. Микро-, макро- и внутреннее строение строительных материалов.
5. Дайте определение понятия плотности, единицы измерения плот-
ности.
6. В чем различие между истинной, средней и насыпной плотностью?
7. Зачем измельчают материал при определении истинной плотности?
8. Как определяют размеры образцов?
Размеры
Вопросы для самоконтроля
10