Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы материаловедения, проектирования и конструирования. Учебное пособие.pdf
R
[1+a(w -12)]
(9)
Предел прочности древесины при сжатии и изгибе приводим в таб-
Размеры образца, м
Площадь
F, м
Показания
Площадь
Нагрузка на
длина L
ширина
В
высота
Н
1 2 3 4 5 6 7
Продолжение таблицы 6
8 9 10
11
12
Предел прочно-
изгибе, МПа
Коэффициент, а
Влажность w,
Предел проч-
дартной
Заключение о по-
лице 6.
12н=Rи
Таблица 6
Предел прочности древесины при сжатии и изгибе
сти при сжа-
тии,
поперечного
сечения
образца,
2
%, образца
манометра
пресса F,
МПа
поршня
пресса S, м
ности с уче-
том стан-
сжатие
2
P=F·S·106, на
изгиб, Н
роде древесины
Нагрузка при разрушении образца определяется в тот момент, когда
стрелка на приборе гидропресса начнется двигаться в обратную сторону.
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Как определяется предел прочности при сжатии у строительных мате-
риалов?
2. Как определяется предел прочности при изгибе у строительных мате-
риалов?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 8
ИЗУЧЕНИЕ КОЛЛЕКЦИИ ПРИРОДНЫХ
КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ И СТЕКЛА
Цель работы: у имеющихся образцов коллекции природных каменных
материалов определяют форму, цвет, блеск, свежесть или выветрелость,
твердость, минералогический состав, структуру (строение), текстура (сложение), характер плоскости раскола и ребер, цементирующие вещества.
31
Внешние
Форма
Определяют по наружному виду: кубовидная, плитообразная, правильная,
неправильная
Блеск
Блеск отдельных минералов, слагающих горную породу, определяют как:
Сежесть
Характеризуется блеклым, тусклым видом минералов с появлением ржа-
Тердость
Определяется по шкале Мооса
Текстура
Определяют осмотром целого куска породы в изломе. Текстура бывает:
сланцы
Цвет
Определяют по наружному осмотру общую окраску, ее рисунок и одно-
елёный
окрашенных
Характер
ребер
Плоскость раскола может быть правильная, неправильная, гладкая, зано-
Структура
Определяют на свежем изломе куска породы. Кристаллическая и плотная,
нистая- песчаники и т.п.
Минерало-
состав
Дают характеристику минералов и их название, определяют степень ра-
Цементи-
Глинистые цементирующие вещества имеют желтый и бурый цвет, при
лоты аморфный
едва
признаки
Таблица 1
Признаки природных каменных материалов
Способ определения признаков или их характер
- металлический (пирит), стеклянный (кварц), перламутровый (слюда),
жирный (тальк), шелковый (асбест, малахит) и т.д.
или вывет-
(сложение)
плоскости
раскола и
вых и других пятен
плотная - большинство изверженных пород; пористая, ячеистая, шлаковидная - осадочных пород, землянистая - мел, ленточная, полосчатая -
родность. Например: цвет породы зависит от цвета породообразующих
минералов. Для известняков и гипса характерен белый цвет, бурые, тёмные и другие оттенки окраски указывают на примеси глины и органических соединений. Для песчаников - жёлто- красные оттенки являются
признаком примеси глинисто-железистых веществ, а оливково- з
цвет- глауконита. Граниты и сиениты обычно бывают серого и красноватого цветов. Тёмный цвет указывает на присутствие темноминералов, или слюды
зистая и т.п. Ребра могут быть острые, режущие, тупые и т.п.
(строение)
гический
рующие
вещества
зернистокристаллическая - гранит, сиенит, диорит и др.; порфировая;
стекловатая (аморфная) - обсидиан; оолитовая - осадочные породы; зер-
номерности их распределения в породе
смачивании водой издают глинистый запах, при растворении соляной
кислотой дают бурный осадок. При действии соляной кис
известковый цемент бурно «вскипает», плотный кристаллическийзаметно «вскипает», доломитовый цемент «вскипает» при подогреве.
Гипсовый цемент чертится иглой и при действии на него соляной кислотой дает неприятный запах сероводорода
Вывод.
роды разделяются на виды – пиленые, колотые, грубоколотые, рваные, дроб-
По способу изготовления природные каменные материалы - горные по-
леные, молотые.
32
Применение в здании,
Материалы и изделия
Рекомендуемые горные поро-
Фундаменты
Бутовый камень (рваный, по-
Все виды горных пород
Стены
Стеновые камни, крупные сте-
Все виды известняков, туф,
Облицовка наружная
Облицовочные плиты и камни,
Гранит, сиенит, диорит, лаб-
Облицовка внутренняя
Облицовочные плиты, про-
Мрамор, мраморный извест-
туф
Наружные лестницы и
Ступени, плиты для площадок,
Гранит, сиенит, диорит, габбВнутренние лестницы и
Ступени, плиты для лестнич-
Мрамор, гранит, лабрадорит
Дорожные покрытия
Камни бортовые, брусчатка,
Гранит, диорит, габбро, ба-
Гидротехнические со-
Камни рваные, колотые, теса-
Известняк плотный, доломит,
рит, габбро, базальт
Подземные сооружения,
Облицовочные камни, плиты,
Известняк плотный, доломит,
рит, габбро, базальт
Жаростойкие футеров-
Плиты, камни, блоки, фасон-
Базальт, диабаз, андезит, туф,
Химически стойкие
Щёлочеизвесть плотная, доло-
Гранит, диорит, кварцит, тра-
Таблица 2
Применение природных каменных материалов - горных пород
в строительстве
сооружении, конструк-
ции
площадки, парапеты
площадки, полы
из природного камня
стелистый, плитняковый),
камни пиленые и тесаные
новые блоки, тесаный камень
профильные изделия
фильные элементы
блоки для парапетов. Столбов
и стенок, облицовочные плиты
ных площадок и полов
ды
гипсовый камень
радорит, габбро, базальт,
вулк. туф, кварцит, мрамор
няк, травертин, гипсовый камень, брекчия, конгломерат,
ро, базальт, песчаник.
автодорог
оружения
мосты
ки, облицовки, кладка
футеровки
колотый и булыжный камень,
щебень, песок
ные, валуны, щебень.
блоки
ные изделия, щебень, песок и
минеральный порошок
мит, магнезит, песчаник
зальт, песчаник, вулк. туф, известняк плитный
песчаник, гранит, диабаз, дио-
песчаник, гранит, диабаз, дио-
тальковый камень
хит, базальт, диабаз, фельзит,
песчаник
Вывод.
У имеющихся образцов коллекции стекла и изделий из стекла определяют внешний вид, цвет, блеск, светопропускание, область применения согласно таблицы 3.
33
Определение качественных характеристик стекла
Наименование
Внешний вид
Исходное
Средняя
Светопропус-
Область
Таблица 3
материала
сырье
плотность,
марка
кание и др.
свойства
применения
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите природные каменные материалы и их характеристики.
2. Назовите стекло, изделия из стекла и их характеристики.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 9
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА И КАМНЕЙ
Цель работы: Определение физико-механических свойств керами-
ческого кирпича и камней.
Марку кирпича определяют исходя из результатов испытания его образцов на прочность.
Определение качества керамического кирпича
и камней визуальным осмотром
Для внешнего осмотра и обмера отбирают 5 штук кирпича и производят сравнение с эталонным образцом. При сравнении устанавливают
наличие недожога или пережога. На недожог указывает более светлый
алый цвет кирпича, глухой звук при ударе молотком. Пережженный кирпич имеет бурый цвет; он, как правило, искривлен, характеризуется оплавлением и вспучиванием.
С помощью металлической линейки проверяют линейные размеры
кирпича с погрешностью до 1 мм и полученные результаты сравнивают с
размерами согласно размеров, указанных в ГОСТ 530-2007 « Кирпич и
камни керамические».
С помощью линейки замеряют дефекты, имеющиеся на образце: трещины, отбитости, искривления, записывают величины и сравнивают с ГОСТ.
Качество керамического кирпича и камней, их пригодность следует
определять на основании проверки размеров, правильности формы, определения водопоглощения, средней плотности и прочности. Общее количество кирпича и камней с отбитостями не должно превышать 5 %. Количество половняка в партии не должно быть более 5 %. Пустоты в кирпиче и
камнях должны располагаться перпендикулярно или параллельно постели
и могут быть сквозными или несквозными. должен быть не менее 16 мм,
34
ширина щелевых пустот - не более 12мм. Качество керамического кирпича
Допускаемые отклонения
кирпича и кирпича
формования
Цвет
пережог
Оранжево-красный
не допускается
-
1
2
3
Отклонения от размеров, мм:
по длине
+5
+5
по ширине
+4
+4
по толщине: кирпича
+3
+3
камня
+4
+4
Искривления граней и ребер:
-
-
по постели
+3
+3
по ложку
+3
+3
Отбитости и притупленности,
и глубиной не более 10 мм
2
2
Отбитости углов до 10 - 15 мм,
не более 2 на кирпич
2
2
Включения песка и глины диа-
м от 5 до 10 мм в изломе
(дутики)
—
—
Отколы верхней постели пустотных изделий, мм
—
10
Недогас (дефект недогашеной
смеси)
Не допускается
Не допускается
Шероховатость или срыв нелицевой грани
Не допускается
Не допускается
и камней приведено в таблице 1.
Таблица 1
Качество керамического кирпича и камней
Показатели
недожог
мм, ребер, не доходящие до пустот, длиною не более 10-15 мм
пластического
не допускается
камней полусухого формова-
ния
метро
Диаметр несквозных пустот не ограничивается. Толщина наружных
стенок кирпича и камней должна быть не менее 12 мм. Допускается изготовление кирпича и камней с закругленными краями.
Вывод.
Определение водопоглощения керамического кирпича и камней
Водопоглощение керамического кирпича и камней, высушенных до
постоянной массы, для полнотелого кирпича должно быть не менее 6%,
для пустотелых изделий - не менее 8%.
35
Водопоглощение ускоренно следует определять (после погружения
%100
1
12
m
mmВ−
=
(1)
к
х
В
В
К =
(2)
Кирпич
Масса одного кирпича в су-
Средняя плотность кирпича,
Глиняный обыкновенный
мования
3,45 - 3,75
1600-1750
Глиняный полусухой
3,65 - 4
1800 - 2000
Глиняный камень
16
не более1400 - 1450
кирпича в воду) кипячением в течение 4 часов. Взвешивать кирпич следует
после остывания его до комнатной температуры в ванне с водой, остужать
кирпич постепенным доливанием в ванну воды комнатной температуры.
Взвешивать после удаления капельной влаги с поверхностей кирпича путем промокания фильтровальной или газетной бумагой.
Водопоглощение вычисляется по формуле
,
где В - водопоглощение, %; т2 - масса кирпича в водонасыщенном со-
стоянии, г; m
- масса кирпича в сухом состоянии, г.
1
На повышенное водопоглощение кирпича указывает увеличенное число в нем трещин, главным образом мелких, а также редких глубоких. Слоистая структура кирпича также говорит о его повышенном водопоглощении
Водопоглощение упрощенным способом определения состоит в том,
что на поверхность материала капают воду или чернила. Водопоглощение
оценивают по быстроте впитывания капли. При водопоглощении до 3 %
капля практически не впитывается, при 5 - 8 % - впитывается частично,
более 10 % - капля быстро впитывается.
Коэффициент морозостойкости определяется по результатам водопоглощения при комнатной температуре и при кипячении. Кипячение следует производить в течение 4 часов. Коэффициент морозостойкости определяется по формуле:
,
где К - коэффициент морозостойкости; Вх - водопоглощение при комнатной температуре; В
- водопоглощение после кипячения.
к
Кирпич считается морозостойким, если К не менее 0,8. Среднюю
плотность кирпича следует определять отношением массы кирпича к его
объему. Массу кирпича взвешивают на весах, а объем вычисляют по результатам обмера. Полученную среднюю плотность кирпича в воздушносухом состоянии ρ
следует сравнивать со средним значением для разных
ср
видов кирпича, приведенных в таблице 2.
Таблица 2
Средняя плотность кирпича керамического
кг/м
3
пластического фор
Полусухого прессования
(без пустот)
Камней не более
хом состоянии, кг
16
16
1800-2000
не более 1400 - 1450
36
По прочности изделия с вертикально расположенными пустотами
бывают марок: 75, 100, 125, 150, 175, 200, 250, 300, а с горизонтально расположенными пустотами - 25, 35, 50, 100. По морозостойкости изделия
подразделяются на марки: F15, F25, F35, F50.
Условное обозначение керамических изделий должно состоять из названия, вида, марки по прочности и морозостойкости, обозначения настоящего стандарта.
Примеры условных обозначений.
Кирпич керамический полнотелый одинарный марки по прочности
100, марки по морозостойкости F15:
Кирпич - 100/15/ГОСТ 530-2007. Кирпич керамический пустотелый
одинарный марки по прочности 150, по морозостойкости F15: Кирпич - КП
- 0150/15 ГОСТ 530-2007. Кирпич керамический утолщенный марки по
прочности 125, по морозостойкости F25: Кирпич - КП -У125/25 ГОСТ
530-2007. Камень керамический модульных размеров марки по прочности
175, по морозостойкости F15:
Камень - КМ - 175/15 ГОСТ 530-2007.Марку камня по прочности
устанавливают по значению предела прочности при сжатии, а кирпича - по
значению пределов прочности при сжатии и изгибе по ГОСТ 530-2007
«Кирпич и камни керамические». В условиях стройплощадки прочность
кирпича можно определить тремя способами.
Первый способ: кирпич поднять на высоту 150-170 мм и опустить
постелью на землю (не на бетонный или деревянный пол). Если кирпич
расколется, то его марка ниже 75.
Второй способ: кирпич положить на две опоры-бруска, расположенные на расстоянии 20-21 см один от другого. На середину кирпича сбросить груз массой 4 - 4,25 кг с разной высоты (кирпич). Затем, пользуясь
данными таблицы 28.2., примерно определить марку кирпича.
Третий способ: ударить слесарным молотком массой в 1кг по постели кирпича. Удар наносят по наибольшей грани кирпича. Если кирпич разбился на куски – это брак; если разбился на куски от 2-3-х ударов – марка
75 – 100; если кирпич от удара искрит и от него отбиваются мелкие кусочки – это марка 125 и выше.
Вывод.
Определение марки кирпича
Предел прочности кирпича определяют при сжатии на образцах,
состоящих из двух целых изделий или из двух его половинок. Далее, приготавливают раствор из цемента и песка в соотношении 1:1 с В/Ц =0,40,42, соединяют кирпичи и выдерживают 3 суток в помещении при температуре 20
0
С и относительной влажности воздуха 60 - 80%. При испытании
нагрузка на образец должна возрастать непрерывно и равномерно со ско-
37
ростью, обеспечивающей его разрушение через 20-60 секунд после начала
S
Р
R
разр
сж
=
(3)
2
213bh
Р
R
изг
=
(4)
n
P
mmVp−
=
1
(1)
испытания.
Предел прочности при сжатии образца, МПа вычисляют по формуле:
,
где Р
образца, см
– разрушающая нагрузка кгс; S- площадь поперечного сечения
разр.
2
.
При вычислении предела прочности при сжатии образцов из кирпича
толщиной 88 мм результаты испытаний умножают на коэффициент 1,2.
Предел прочности при изгибе образца, МПа, вычисляют по формуле:
,
где l расстояние между осями составляет (l = 200мм); b- ширина образца;
h- высота образца посредине пролета. Предел прочности при сжатии нахо-
дят с погрешностью до 0,1МПа, при изгибе – до 0,05МПа, в обоих случаях
как среднее арифметическое результатов испытания пяти образцов.
Выводы.
Вопросы для самоконтроля
1. Основные свойства керамического кирпича и камня и требования,
предъявляемые к его качеству.
2. Какие керамические изделия знаете? Назовите.
3. Как подготовить кирпич для испытания на сжатие и изгиб?
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 10
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ ОБРАЗЦА
НЕПРАВИЛЬНОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ
Цель работы: Определение средней плотности образца неправиль-
ной геометрической формы (щебень, галька).
В качестве образца для испытания подбирают крупные куски гравия
(щебня) плотной структуры. Для правильности результатов пористые образцы следует после взвешивания и определения массы, покрыть тонким слоем
расплавленного парафина. Дать образцам остыть и снова взвесить, m1 - масса
образца с парафином. Масса образца определяется взвешиванием. Размеры
образца не определяем. Объём V образца неправильной формы определяется
по объёму вытесненной жидкости при погружении образца в сосуд с делениями. Объем парафина для покрытия образца определяется по формуле:
,
где Рп = 0,93г/см
3
38
При покрытии парафином образца его естественный объем опреде-
V1=V2-V0-Vп.
(2)
Без покрытия V1=V2-V0
(3)
Естественный
см
, V1 = V2–V0
после
V2
ляется по формуле:
Средняя плотность образца неправильной формы приведена в таблице.
Средняя плотность образца неправильной формы
Рис. Сосуд с делениями
Таблица
Наименование образца
Выводы.
1. Дайте определение понятия плотности.
2. В чем различие между истинной, средней и насыпной плотностью?
3. Как определяют размеры образцов?
4. Назовите единицы измерения средней плотности.
Объём в см
до пог-
руже-
ния, V0
3
погру-
жения,
объём образца,
3
Масса,
Вопросы для самоконтроля
г, m
Средняя плотность
3
г/см
кг/м3
39
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 11
Наименование
Внешний
Исходное
Средняя
Теплопро-
Область приме-
Неорганические материалы и изделия
Минеральная вата
Минераловатные
изделия
Стекловата
Совелит
Газо- и пенобетон
Пеностекло
Органические материалы и изделия
Фибролит
Арболит
ДСП
Сотопласт
Пенопласт
Пенополиуретан
Пенополистирол
Мипора
ИЗУЧЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: пользуясь коллекцией, учебниками и ГОСТами оха-
рактеризовать материалы.
Изучение характеристик теплоизоляционных материалов
Таблица
материала
вид
и строение
сырье
плотность,
марка
водность
нения
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите теплоизоляционные материалы и их характеристики.
2. Какие основные свойства теплоизоляционных материалов?
40