Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы материаловедения, проектирования и конструирования. Учебное пособие.pdf
Определение адгезии методом параллельных надрезов
Балл
Описание поверхности лакокрасочного покры-
тия после нанесения параллельных надрезов
Внешний вид покрытия
1
Края надрезов гладкие
2
Незначительное отслаивание пленки по ширине
3
Отслаивание покрытия полосами
Наименование
Марка
Исходное
Основные
Область
Рубероид
Пергамин
Битумомастики горячие, холодные
Битумные мастики горячие, холодные
Фольгоизол
Гидроизол
Стеклорубероид
Изол рулонный
Мастика :
Бризол
Пороизол
Гернит
Герметизирующие мастики
полосы вдоль надрезов (не более 0,5мм)
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определение адгезии.
2. Приведите методы определения адгезии.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 17
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
ГИДРОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: пользуясь коллекцией, учебниками и ГОСТами, оха-
рактеризовать материалы.
Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы
Таблица 2
Таблица 1
материала
сырье
свойства
применения
51
Вывод.
(1)
Материал
p, г/см
3
Материал
p, г/см3
Сталь
7,8……7,9
Портландцемент
2,9……3,1
Гранит
2,7……2,8
Глина
2,6……2,7
Бетон тяжелый
2,6……2,7
Стекло
2,5……3,0
Кирпич глиняный
2,5……2,8
Древесина
1,5……1,6
Песок кварцевый
2,6……2,7
Полистирол
1,0……1,05
Известняк
2,4……2,6
Полиэтилен
0,92……0,95
Вопросы для самоконтроля
1. Назовите кровельные материалы и их характеристики.
2. Назовите гидроизоляционные и герметизирующие материалы и их
характеристики.
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 18
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИННОЙ ПЛОТНОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: определение истинной плотности строительных
материалов.
Истинной плотностью (р, г/см3) называется масса единицы объёма
материала без учёта пор и пустот, т.е. в абсолютно плотном состоянии
(материал предварительно измельчен и высушен).
,
где т – масса материала, г; Vв – объём вещества материала, см3.
Истинная плотность большинства строительных материалов (кроме
металлов) колеблется довольно в узких пределах: неорганических 2,2 …
3,3 г/см3, органических 1,0 … 1,6 г/см3 .
Значения истинной плотности строительных материалов приведены
в таблице 1.
Таблица 1
Значения истинной плотности строительных материалов
Определение истинной плотности производится либо в пикнометрах
(например, определение истинной плотности стеновых и облицовочных
материалов по ГОСТ 6427-75), или в специальных объёмомерах – приборах Ле-Шателье-Кандло (например, определение плотности цемента по
ГОСТ 3102-76).
52
Навеска материала (песок, цемент) предварительно высушивается.
m=m1 – mo.
(2)
Масса пикнометра, г
Плот-
Масса
Абсолют-
Истин-
Заклю-
Пус-
го,
с навес-
с навеской и
с жидко-
Кусковой материал (гравий, щебень, кирпич) предварительно высушивается, измельчается в агатовой ступке, снова высушивается.
Особенность работы – определение абсолютного объема навески.
Для этого надо удалить весь воздух, находящийся в порах, пустотах и трещинах материала. В пикнометр приливают жидкость, инертную к материалу. Например, для песка – это вода; для цемента, - это бензин, керосин.
Масса навески определяется взвешиванием, которое в данной работе проводится на аналитических весах, с точностью 0,01 г. Масса навески определяется по разнице массы пикнометра с материалом m1 и пустого пикнометра – то по формуле:
Абсолютный объем Va навески материала определяется по объему
жидкости, вытесненной навеской. Данные заносятся в таблицу 2.
Таблица 2
Определение истинной плотности
то
m
0
кой, m
1
жид-
костью, m
стью, m
2
ность
жид-
кости
р
3
ж
навески
г, m
ный
объем, см
Va
3
,
ная
плот-
ность
р, г/см
З
чение
об ис-
пы-
тании
Средства контроля и вспомогательное оборудование: пикнометр
вместимостью 100 мл по ГОСТ 22524-77. Весы настольные циферблатные
по ГОСТ 29329-92 или лабораторные по ГОСТ 24104-2001.Стаканчик для
взвешивания по ГОСТ 25336-82 или фарфоровая чашка по ГОСТ 9147-80.
Ступка чугунная или фарфоровая. Эксикатор по ГОСТ 25336-82. Кислота
серная концентрированная по ГОСТ 2184-77. Кальций хлористый (хлорид
кальция) безводный по ГОСТ 450-77. Шкаф сушильный. Баня песчаная
или водяная. Щетка металлическая. Сито № 0125 по ГОСТ 6613-86.
Определение истинной плотности в пикнометре
Подготовка образцов. Пикнометр (рис. 1) представляет собой кол-
бочку, специально приспособленную для строгого контроля в ней уровня
жидкости. Объём пикнометра установлен заранее при определённой температуре (например, 20°С) и ограничивается на его горлышке круговой
чертой. Рекомендуются к использованию пикнометры объёмом 50 … 100
мл. С целью максимального уменьшения влияния пористости на значение
плотности пробу подвергают измельчению до полного прохождения (по
ГОСТ 6427-75) через сито с сеткой № 0,125. Приготовленный порошкооб-
53
разный материал высушивают в термостате до постоянной массы и охла-
(3)
ждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной
серной кислотой или над безводным хлористым кальцием.
Рис. 1. Пикнометр
Проведение испытаний. От пробы, подготовленной ранее, берут
навеску массой около 10 г, высыпают её в чистый, предварительно
высушенный и взвешенный пикнометр и вновь взвешивают. Затем в пикнометр наливают воду (или инертную жидкость) в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен не более, чем наполовину своего объёма.
Для удаления воздуха из навески материала пикнометр с содержимым выдерживают под вакуумом в эксикаторе до прекращения выделения пузырьков.
Удаление воздуха можно производить также путём кипячения пикнометра с навеской и небольшим количеством жидкости (приблизительно 1/3
от объёма пикнометра) в слегка наклонном состоянии на песчаной или водяной бане в течение 15 … 20 мин. Следует также удалить воздух из жидкости, которой будет дополнен пикнометр, одним из указанных способов.
После удаления воздуха пикнометр заполняют жидкостью до отметки и помещают в термостат с температурой 20 ± 0,5°С, в котором выдерживают в течение 15 мин. При отсутствии термостата используют водяную
ванну с постоянной температурой 20 ± 0,5°С.
Уровень жидкости в пикнометре доводят до метки по нижнему мениску.
После этого немедленно производят взвешивание пикнометра.
Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, заполняют водой (или инертной жидкостью), выдерживают в термостате так же,
как с навеской, доводят жидкостью до постоянного уровня, как указано
выше, и снова взвешивают.
Истинную плотность материала р в г/см3 вычисляют по формуле:
,
где m1 - масса пустого пикнометра, г; m2 – масса пикнометра с навеской, г;
m3-масса пикнометра с навеской и водой или инертной жидкостью, г; m4 –
54
масса пикнометра с водой или инертной жидкостью, г; рж – плотность воды
Материал
m
г
m2, г
m3, г
m4, г
p
г/см
p,
г/см
p
, г/см
3
(равная единице) или другой инертной жидкости, применяемой вместо воды.
Истинную плотность материала определяют параллельно для двух
навесок с погрешностью не более 0,01 г/см3 (табл. 3) и вычисляют как
среднее арифметическое этих определений.
Таблица 3
Истинная плотность материалов
1,
ж,
3
3
с
Определение истинной плотности материалов
в приборе ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ-КАНДЛО
Подготовка образцов. Для получения материалов в абсолютно плот-
ном состоянии его измельчают и просеивают через сито № 02 (размер
ячейки в свету 0,2 мм).
Измельченный материал высушивают в сушильном шкафу при температуре 105°С до постоянной массы.
Проведение испытания. Объёмомер Ле-Шателье-Канддо (рисунок 2)
заполняют до нижней черты жидкостью, инертной по отношению к материалу (водой, безводным керосином или спиртом). Избыток жидкости удаляют с помощью фильтрованной бумаги, свёрнутой в трубку или жгут.
Рис. 2. Объёмомер Ле-Шателье-Кандло
Определив массу фарфоровой чашки как тары, отвешивают в ней
примерно 60 г порошка материала и с помощью совка высыпают в объёмомер малыми порциями, следя за тем, чтобы не образовывались пробки,
и не было никаких потерь.
Порошок высыпают либо весь, либо, пока уровень вытесняемой
жидкости не окажется на градуированном участке шейки прибора. В последнем случае определяют массу не высыпанного порошка.
55
Дав прибору немного постоять, для удаления вовлечённого при вы-
a
V
m
p =
(4)
Материал
Масса
Остаток по-
m2, г
Масса по-
m, г
Объем по-
V, см
Истинная
сыпании порошка материала воздуха, снимают с точностью до 0,1 см3 отсчёт объёма вытесненной жидкости по нижнему мениску и вычисляют истинную плотность материала по формуле, г/см3 ,
где р – плотность материала, г/см3; т – масса порошка в объёмомере, г;
Va- абсолютно плотный объём порошка в объёмомере, см3 .
Результаты определений плотности материала записываются в таблице 4.
Таблица 4
Результаты испытаний
порошка
m1, г
рошка после-
опыта
рошка
в объемомере
рошка
в объемомере
3
плотность
р, г/см
3
Определение истинной плотности горной породы и зерен щебня (гравия)
Подготовка образцов. Для определения истинной плотности горной
породы из исходной геологической пробы готовят лабораторную пробу
путем дробления горной породы в лабораторной дробилке и дальнейшего
рассева продуктов дробления.
Для определения истинной плотности зерен щебня (гравия) отбирают аналитическую пробу размером от 5 до 10мм -1 кг; св. 10 до 20
мм -1,5 кг; св. 20 до 40 мм – 2,5 кг; св. 40 до 70 мм – 5 кг.
При использовании кусков камня неправильной формы или зерен
щебня (гравия) их очищают металлической щеткой от пыли, измельчают
на лабораторной дробилке до крупности менее 5 мм, после чего перемешивают и сокращают пробу примерно до 150 г. Полученную пробу вновь
измельчают до крупности менее 1,25 мм, после чего перемешивают и сокращают до 30 г.. Подготовленную пробу измельчают до порошкообразного состояния (размер зерен менее 0,125 мм) в чугунной или фарфоровой
ступке, насыпают в стаканчик для взвешивания или фарфоровую чашку,
высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры
в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным
хлоридом кальция, после чего отвешивают две навески массой 10 г каждая.
Порядок проведения испытания. Каждую навеску всыпают в чистый
сухой пикнометр и наливают дистиллированную воду комнатной температуры в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен не более чем на
половину своего объема. Пикнометр, в слегка наклонном положении, ставят
на песчаную или водяную баню и кипятят его содержимое в течение 15—20
мин для удаления пузырьков воздуха (пузырьки воздуха могут быть удале-
56
ны путем выдерживания пикнометра под вакуумом в эксикаторе). После
(5)
.
....
.....
21
2211
i
ii
ааа
ахахах
Х
++
++
=
(6)
удаления воздуха пикнометр обтирают, охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки дистиллированную воду и взвешивают. Затем
пикнометр освобождают от содержимого, промывают, наполняют до метки
дистиллированной водой комнатной температуры и взвешивают.
Обработка результатов испытания. Истинную плотность р, г/см3,
определяют по формуле
,
где т – масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г
рв – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3
т1– масса пикнометра с дистиллированной водой, г
m2 – масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после
удаления пузырьков воздуха, г
Расхождение между результатами двух определений не должно быть
более 0,02 г/см3.
В случае больших расхождений производят третье определение и
принимают для расчета два ближайших значения.
За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
В случае необходимости определения истинной плотности щебня
(гравия), состоящего из смеси фракций, ее значение определяют, испытывая отдельно каждую фракцию и определяя средневзвешенное значение Х
определяемого показателя в соответствии с содержанием фракции в смеси
по формуле:
где х1, х2 ….хi - значения определяемого показателя; а1, а2 …аi - содержание данной фракции, %.
Выводы.
Вопросы для самоконтроля
1. Назовитематериалы пористого строения.
2. В каких нормативных документах изложены основные требования
на лабораторную посуду и приборы, используемые при определении истинной плотности строительных материалов?
3. Назовите методы определения истинной плотности строительных
материалов.
4. Дайте определение понятия истинной плотности.
5. В чем различие между истинной, средней и насыпной плотностью?
6. Зачем измельчают материал при определении истинной плотности?
7. Назовите единицы измерения плотности.
57
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 19
№ образца
Толщина, мкм
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОЛЩИНЫ ЛАКОКРАСОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ
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, использующие 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 3х измерений, чтобы получить локальную толщину как среднее арифметическое значение результатов ряда измерений. Данные заносятся таблицу 1.
Таблица 1
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 материалов?
4. Дайте определение понятия толщины лакокрасочного материала.
5. Назовите единицы измерения толщины лакокрасочного материала.
58
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 20
Навеска це-
Масса цемента,
сито, m
2
Остаток цемента
сито 008, %
Тон-
помола
Заключение о
помола
Навеска це-
мента, Ц, г
Навеска песка, П, г
Навеска воды, В,
г
В/Ц
Величина рас-
плыва конуса, мм
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
МИНЕРАЛЬНОГО ВЯЖУЩЕГО ЦЕМЕНТА
Цель работы: Определение качественных характеристик минераль-
ного вяжущего – цемента.
Определение класса цемента внешним осмотром
Различные классы цемента имеют различия по цветам: - портландцемент имеет серовато-зеленоватый цвет, шлакопортландцемент имеет
серовато-голубоватый цвет, пуццолановый портландцемент имеет светло –
серый или желтоватый цвет, глиноземистый цемент имеет темно-серый
или стальной цвет, цветной цемент по виду красителя на упаковке.
Вывод.
Определение тонкости помола цемента
Тонкость помола определяют ситовым анализом. Для определения
тонкости помола цемента берется его навеска г, (m) просеивается через сито №008 и взвешиваются остаток прошедший через сито, г (m2) и остаток
на сите, г затем методом расчета определяется тонкость помола (m2/m).
Согласно стандартным требованиям (ГОСТ 10178-85) при просеивании
через сито 85% цемента должно проходить через сито с сеткой №008 не
менее 85% от взятой навески а остаток составлял не более 15%. Данные
заносятся таблицу 1.
Таблица 1
Определение тонкости помола цемента
мента, m
прошедшего через
прошедшего через
кость
тонкости
Вывод.
Определение консистенции растворной смеси
Для приготовления растворной смеси берется навеска цемента 1
часть и песка 3 части. Сухая смесь перемешивается течение 1 минуты.
Добавляется вода соотношении В/Ц=0,4. Смесь смешивается в смесителе
2,5 минуты и заполняется конус смесью 2 слоя (1слой штыкуется 15 раз,
2 слой 10 раз) и ставится на встряхивающийся столик на 30 секунд и определяется расплыв конуса. Растворная смесь считается нормальной консистенции, при расплыве конуса на стекле (Таблица 2. Определение консистенции растворной смеси).
Таблица 2
Определение консистенции растворной смеси
Вывод.
59
Определение нормальной густоты цементного теста
Навеска це-
мента Ц, г
Количество воды,
В, г
Глубина погруже-
ния пестика, мм
Нормальная густота це-
ментного теста, %
Определение нормальной густоты цементного теста определяется на
приборе Вика пестиком. Для приготовления цементного теста нормальной
густоты берется навеска цемента 400 г., количество воды 100 г., замешивается тесто в течение 5 минут и на приборе Вика по погружению пестика в
тесто через 30 секунд фиксируют глубину погружения и методом расчета
В/Ц определяется нормальная густота цементного теста. Густота цементного теста считается нормальной , если пестик не доходит до стеклянной
пластинки на 5-7 мм. Данные записываются таблицу 3.
Таблица 3
Определение нормальной густоты цементного теста
Вывод.
Определение сроков схватывания цементного теста
Сроки схватывания цементного теста определяются по ГОСТ 310.376 с помощью прибора Вика. Тесто нормальной густоты на приборе Вика
определяется по погружению иглы сечением 1 мм и длиной 50 мм с массой стержня с иглой составляющей 300г.
Прибор Вика перед началом испытаний проверяют на свободное перемещение металлического стержня прибора Вика с положением стрелки на
нуле при опирании прямой иглы на стеклянную пластину. Затем кольцо и
стеклянную пластину смазывают машинным маслом. Цементное тесто нормальной густоты помещают кольцо прибора Вика, установленное на стеклянной пластине и слегка стряхивают 5-6 раз, для удаления воздуха. Избыток теста снимают ножом и поверхность выравнивают. Кольцо с цементным
тестом устанавливают на столик прибора, опускают стержень до соприкосновения иглы с поверхностью теста и закрепляют стержень винтом. Затем
быстро отвинчивают зажимной винт, чтобы игла могла свободно погрузиться в тесто. Иглу погружают в тесто через каждые 5 минут до начала схватывания и через каждые 15 минут последующее время до конца схватывания.
Место погружения иглы в тесто меняют, передвигая кольцо, иглу вытирают
мягкой тканью или фильтровальной бумагой. За начало схватывания принимают время с момента затворения цемента водой до момента, когда игла
не дойдет до стеклянной пластинки на 1-2 мм. За конец схватывания принимают время от начала затворения цементного теста до момента, когда
игла будет опускаться в тесто не более чем на 1-2 мм. Начало схватывания
у различных марок цемента наступает не ранее чем через 45 минут, а конец
схватывания не позднее 10 часов с момента затворения цементного теста.
Данные выполнения работы заносятся таблицу 4.
60