- •Тема 1. Основные физические и механические свойства строительных материалов
- •§ 1. Основные положения об организации и проведении лабораторного контроля
- •1.1. Общие сведения об организации лабораторного контроля качества
- •1.2. Общие сведения о видах проводимого контроля и правилах отбора проб
- •1.3. Общие сведения о метрологии
- •§ 2. Определение показателей основных физических свойств материалов
- •2.1. Основные средства измерений показателей физических свойств
- •2.2. Определение плотности
- •2.2. Определение средней плотности
- •2.4. Определение насыпной плотности
- •2.5. Определение пористости и пустотности
- •2.6. Определение влажности
- •2.7. Определение водопоглощения
- •§ 3. Определение показателей основных механических свойств материалов
- •3.1. Основные средства измерений показателей механических свойств
- •3.2. Определение предела прочности при сжатии
- •3.3. Определение предела прочности при растяжении
- •3.4. Определение предела прочности при изгибе
- •§ 6. Испытание портландцемента
- •6.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Требования к маркам цементов по прочности
- •Классификация цементов по группам прочности
- •Классификация цементов по скорости твердения
- •Классификация цементов по срокам схватывания
- •6.2. Определение тонкости помола цемента
- •6.3. Определение нормальной густоты цементного теса
- •6.4. Определение сроков схватывания
- •6.5. Определение равномерности изменения объема
- •6.6. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •6.7. Определение прочности цемента при пропаривании
- •6.8. Особенности статистической обработки результатов испытаний при расчете нижней доверительной границы и коэффициента вариации марочной прочности цемента
- •§ 7. Изучение специальных цементов
- •§ 21. Испытание полимерных строительных материалов
- •21.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Усредненные требования к показателям прочности конструкционных псм
- •21.2. Ознакомление с основными видами псм
- •21.3. Определение предела прочности (предела текучести) листовых конструкционных псм при осевом растяжении
- •Характеристики образцов для испытания конструкционных полимерных материалов
- •21.4. Определение предела прочности листовых конструкционных псм при статическом изгибе
- •Соотношение между толщиной и шириной образца
- •21.5. Определение прочностных показателей полимербетона
- •21.6. Сравнение прочностных характеристик полимерных и традиционных конструкционных материалов
- •§ 24. Испытание теплоизоляционных материалов
- •24.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация теплоизоляционных материалов по средней плотности
- •24.2. Определение средней плотности теплоизоляционных материалов и изделий
- •24.3. Определение деформативности (сжимаемости)
- •24.4. Получение полистирольного пенопласта беспрессовым способом
- •24.5. Определение коэффициента теплопроводности
- •Зависимость коэффициента ступени нагрева от положения делителя напряжения
- •§ 25. Испытание лакокрасочных материалов
- •25.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Основные требования к водоэмульсионным краскам (гост 19214-80)
- •Характеристика степени высыхания лакокрасочных материалов
- •25.2. Определение вязкости лакокрасочного материала
- •25.3. Определение укрывистости
- •25.4. Определение времени и степени высыхания
- •§ 8. Испытание плотного мелкого заполнителя
- •8.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация песков по крупности
- •8.2. Определение зернового состава песка
- •8.3. Определение модуля и группы крупности песка
- •8.4. Определение содержания в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц отмучиванием
- •8.5. Определение содержания органических примесей
- •8.6. Определение насыпной плотности
- •8.7. Определение зависимости насыпной плотности песка от его влажности
- •§ 9. Испытание плотного крупного заполнителя
- •9.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Разделение крупного заполнителя на фракции
- •Требования к зерновому составу смеси фракций заполнителя
- •Требования к зерновому составу фракции заполнителя
- •Требования к маркам щебня по прочности для изверженных горных пород
- •Требования к маркам щебня по прочности для осадочных и метаморфических горных пород
- •Требования к маркам по износу крупного заполнителя для бетонов различного назначения
- •Требования к маркам крупного заполнителя по износу
- •9.2. Определение зернового состава фракций щебня
- •Требования к величине навески щебня
- •9.3. Подбор оптимальной смеси фракций щебня
- •9.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы
- •Требования к размерам контрольных сит при определении дробимости щебня
- •9.5. Определение марки щебня по износу
- •Требования к условиям испытания щебня на износ
- •9.6. Определение средней плотности щебня
- •9.7. Определение насыпной плотности щебня
- •Требования к емкости мерного сосуда
- •9.8. Определение пустотности щебня
- •§ 10. Испытание бетонной смеси
- •10.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Требования к маркам бетонной смеси по удобоукладываемости
- •10.2. Определение подвижности бетонной смеси
- •Геометрические размеры стальных конусов (форм)
- •Требования к точности определения осадки конуса бетонной смеси
- •10.3. Определение жесткости бетонной смеси
- •10.4. Определение раствороотделения бетонной смеси
- •10.5. Определение водоотделения бетонной смеси
- •Требования к цилиндрическим сосудам
- •10.6. Определение плотности бетонной смеси
- •10.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси
- •§ 11. Определение прочности бетона
- •11.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация тяжелого бетона по прочности
- •11.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
- •Стандартные образцы бетона для определения прочности на сжатие
- •Требования к размерам образцов бетона
- •Требования к укладке и уплотнению смеси при формовании образцов бетона
- •Значения масштабного коэффициента
- •Значения поправочного коэффициента на влажность бетона
- •Значения поправочного коэффициента на геометрические параметры образцов-цилиндров
- •11.3. Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •11.4. Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •11.5. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым импульсным методом
- •11.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона
2.2. Определение плотности
Плотность (истинную) определяют разными стандартными способами. В их основе лежит технический прием, позволяющий с требуемой точностью найти абсолютный объем испытуемой пробы материала, а затем его плотность. Наиболее распространенным является пикнометрический способ.
Основная аппаратура
Технические весы марки ВЛТ-200Г, термостат, термометр, песчаная или водяная баня, пикнометр типа ПТТ или ПМЖ вместимостью 100 см3(рис. 1.2), фарфоровая или агатовая ступка диаметром 10 см, жидкость (дистиллированная вода, безводный керосин, масло, инертные к испытываемому веществу).
Проведение испытания
Особенностью методики определения плотности строительных материалов капиллярно-пористой структуры является измельчение их до порошкообразного состояния. Для этого в подготовительной части испытания навеску массой около 200 г материала из средней пробы высушивают и измельчают в фарфоровой ступке или лабораторной шаровой мельнице до такой тонкости, чтобы частицы не имели по возможности внутренних пор. Чем меньше частицы, тем выше мощность определения абсолютного объема порошка, а значит, и плотности вещества материала. Затем порошок вновь сушат и до испытания хранят в эксикаторе с обезвоживающим веществом (безводный хлорид кальция, концентрированная серная кислота и др.).
Навеску порошка массой 60-80 г (погрешность не более 0,01 г) высыпают в чистый, предварительно высушенный, взвешенный пикнометр и определяют его массу с пробой. В пикнометр наливают жидкость, инертную к испытываемому веществу, нагревают его на песчаной или водяной бане в течение 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха. Затем охлаждают или термостатируют до температуры 20±20С, доливают жидкость до метки, обтирают мягкой тканью и взвешивают.
Рис. 1.2. Пикнометры:
а - ПМЖ;б – ПКЖ;в– ПТГ
Рис. 1.3. Объемомер:
1– цилиндр;2– сливная трубка;3– образец;4– стакан
Плотность вычисляют по формуле
г/см3,
где - плотность жидкости при температуре 20±20С, г/см3;
- масса пикнометра с пробой материала, г;
- масса пикнометра в сухом состоянии, г;
- масса пикнометра с пробой материала и жидкостью, залитой до метки, г;
- масса пикнометра с жидкостью, налитой до метки, г.
Плотность вычисляют как среднее арифметическое из результатов двух испытаний, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.
2.2. Определение средней плотности
В основе данного испытания также лежит технический прием определения объема образцов материала, но в естественном (натуральном) состоянии, включая объем пор и пустот, который зависит от их геометрической формы. На среднюю плотность влияет влажность, поэтому стандарты устанавливают определенное значение влажности в момент испытания для каждого материала. Рекомендуется определять среднюю плотность на образцах естественной влажности или в сухом состоянии (высушенных до постоянной массы при 105-1100С).
Основная аппаратура
Штангенциркуль или металлическая линейка, технические весы ВЛТ-1КГ, объемомер (рис. 1.3), гидростатические весы (рис. 1.4), парафин технический, термостат.
Рис. 1.4. Гидростатические весы:
1– перфорированный (сетчатый) контейнер;2– сосуд со сливом для воды;3– коромысло;4– чашка для разновесов;5– стаканчик с дробью;6– разновесы
Проведение испытания
Существуют два стандартных метода определения средней плотности: на образцах правильной и неправильной геометрической формы. Они различаются способом измерения объема.
Объем образца любой правильной геометрической формы (куба, параллелепипеда, цилиндра) вычисляют по результатам прямых измерений штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм для плотных образцов (размер 50-100 мм) или металлической линейкой с погрешностью до 0,5 мм для пористых образцов (размер более 100 мм). Окончательный размер находят как среднее арифметическое результатов трех измерений (для цилиндра – четырех измерений).
Объем образца неправильной геометрической формы (массой более 300-500 г) определяют с помощью объемомера или гидростатическим взвешиванием.
Испытуемый сухой образец предварительно покрывают тонким слоем расплавленного при 75-850С парафина при помощи кисти или погружения, взвешивают. Можно предварительно насытить образец водой, удалить мягкой тканью избыток ее с поверхности и сразу же определять объем.
При испытании с помощью объемомера (см. рис. 1.3) образец, перевязанный прочной нитью, осторожно погружают в воду. После того как прекратится падение капель из трубки в стакан, его взвешивают и вычисляют массу вытесненной воды. Объем образца вычисляют по формуле
см3,
а без парафинирования
.
Здесь - масса сухого образца;
- масса образца, покрытого парафином;
- масса вытесненной воды;
- плотность парафина,=0,93 г/см3.
При использовании метода гидростатического взвешивания объем образца численно равен значению выталкивающей силы. Предварительно подготовленную парафинированием или насыщением в воде пробу материала определенной массы взвешивают в сосуде с водой на гидростатических весах (рис. 1.4). Объем пробы составляет
см3,
а без парафинирования
.
Здесь - масса сухой пробы, г;
- масса сухой пробы, покрытой парафином, г;
- то же в воде, г;
- масса водонасыщенной пробы, г;
- то же в воде, г.
Среднюю плотность находят по формуле
г/см3,
где m– масса пробы материала при естественной влажности или в сухом состоянии, г.
Среднюю плотность вычисляют как среднее арифметическое значение при испытании трех-пяти образцов материала с округлением результата до 0,01 г/см3.