6. Определение комплекса физико - механических свойств строительных материалов

Цель работы: Освоить методику оценки физико – механических свойств (плотности, прочности, влажности, теплопроводности и др.) строительных материалов.

Приборы: измерители влажности ВИМС -2 и теплопроводности материалов МИТ-1, прибор определения прочности бетонов Оникс-2.51 и ультразвуковой прибор Пульсар -1.1, ультразвуковой УЗИТ-3 и динамический ЭЛИТ-2Д твердомеры. Краткая информация о приборах и методика работы содержится в лабораторных работах 2…5.

Кроме того, в работе используются такие простейшие измерительные средства, как весы рычажные и электронные, линейки и штангенциркули.

Образцы материалов:

- металлы и сплавы: сталь, чугун, алюминий, медь,…;

• древесина: сосна, береза, дуб, пихта, осина, ель, …;

• бетон: тяжелый, керамзитобетон, пенобетон,…;

• кирпичи: силикатный, керамический,…;

• теплоизоляционные материалы: пенопласт, пеноплэкс, полипропилен, минеральная вата,…

Введение

Для практической деятельности человека важнейшим является понятие качества.

Качество нельзя оценить каким либо одним показателем, а требуется сложная много уровневая оценка. Например, кирпич. Показателями его качества могут быть: химический и минеральный состав, структура, плотность, прочность, теплопроводность, морозостойкость, влагопоглощаемость, долговечность, геометрические размеры и отклонения формы, эстетические показатели, (цвет, шероховатость, блеск, …), экологические показатели, технологические особенности получения и применения (хранения, кладки, …), стоимостные показатели (кирпича и кладки) и др.

Эта работа является как бы обобщающей для лабораторных работ 1..5, в которых рассматривались отдельные вопросы оценки свойств материалов и их взаимосвязи.

Если в работе №1 классификация материалов и их свойств проводилась на основе прочитанного лекционного курса и жизненного опыта студентов, то в этой работе значительная часть информации определяется экспериментально, а часть ее находится из справочной литературы и интернета.

В работах 2…5 осваивалась технология оценки приборными методами плотности, тепловых и механических характеристик материалов. Этот опыт используется и в данной работе.

Продолжительность работы 6 часов. На первом занятии студенты проводят основные измерения, на втором продолжают измерения, обобщают данные, а звеньевые показывают их преподавателю с целью выполнения необходимых поправок и правильного оформления материала для защиты.

На третьем занятии обсуждают группой результаты каждого студента по его материалу. Студент выступает перед группой (3…5 мин), демонстрирует результаты на видеоэкране, далее следуют вопросы и обсуждение студентами группы каждого материала и результатов, полученных студентом.

1. Методика исследования

Прибор Оникс -2.51 предназначен для определения прочности бетона, обследования и отбраковки ЖБК, а также для контроля прочности композитных материалов, кирпича, мрамора и др.

Принцип работы прибора основан на обработке импульсной переходной функции электрического сигнала, возникающего в чувствительном элементе при ударе о бетон. Преобразование получаемого электрического параметра в прочность или другой эквивалентный параметр производится по формулам:

R=U a ,

R=(A+ AB + AB) K K,

где В – условная твердость материала, МПа;

U – эквивалент электрического параметра;

R – прочность, МПа;

a - коэффициент калибровки;

K - коэффициент возроcта бетона;

K- коэффициент взаимосвязи,

A, A, A - коэффициенты аппроксимирующего полинома.

Основные технические характеристики прибора Оникс -2.51:

1. Диапазон измерения прочности – 3…100 МПа;

2. Предел допускаемой относительной погрешности – 8%;

3. Память результатов - 1200.

Порядок и особенности измерения прочности прибором Оникс -2.51:

1. На дисплее прибора установить наименование материала и направление удара.

2. Взвести датчик, подвести его к измеряемому материалу и нажать спусковую кнопку.

3. Повторить установленное количество ударов (опытов). Удары необходимо наносить в различные места исследуемой поверхности на расстоянии не менее 10 мм друг от друга.

4. Произвести по дисплею прибора отсчет:

- среднего значения;

- относительной ошибки измерений;

- коэффициента вариации результатов измерений.

Пример индицируемого дисплеем результата:

Бет. тяж. №0015 =23,5 МПа V=1,3% W=2,9%

в котором - среднее значение измеряемого параметра;

V- относительная ошибка измерений;

W- коэффициент вариации.

Порядок работы с измерителем влажности ВИМС -2*:

1. Установить «нуль».

2. Обозначить «материал»: древесина (сосна, береза,…), бетон, кирпич, сыпучие или новые материалы.

3. Установить режим измерения (непрерывный, ручное сканирование).

4. Произвести измерение влажности в 6 точках.

5. Зафиксировать по дисплею среднее значение влажности.