2.1. Предел прочности при сжатии и растяжении

Предел прочности при сжатии (Р_сж) и растяжении (R_p) определяется по формуле

(1.14)

где Р - разрушающая нагрузка, Н(кгс); S - площадь поперечного сечения образца, мм² (см²); R_сж(р) - предел прочности при сжатии или растяжении, МПа (кгс/см²).

Для определения предела прочности при сжатии образцы материала подвергают действию сжимающих внешних сил и доводят до разрушения. Испытание проводят на гидравлическом прессе, но вначале образец обмеряют с точностью до 1мм. Во время испытания необходимо зафиксировать момент разрушения образца. При этом стрелка манометра пресса укажет на значение разрушающей нагрузки (Р, кгс).

Каждый материал испытывают не менее чем на трех образцах. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов.

Испытуемые образцы должны быть правильной геометрической формы (куб, цилиндр, параллелепипед). Форма и размеры образцов различных строительных материалов должны соответствовать требованиям ГОСТа для каждого вида материала.

2.2. Сопротивление удару

Сопротивление удару характеризует способность материала противостоять ударным воздействиям. На сопротивление удару испытывают те каменные материалы, которые в процессе эксплуатации подвергаются динамическим нагрузкам (материалы для полов и дорожных покрытий).

Испытание на удар обычно проводят на копрах. Груз, падающий с различных высот, ударяет по образцу. Суммарная работа нескольких сбрасываний А, Дж, затраченная на разрушение образца и отнесенная к объему материала V, см³, характеризует сопротивление материала удару, Дж/см³.

Показателем сопротивления образца удару служит порядковый номер удара, при котором образец разрушился. Прочность при

ударе вычисляется как среднее арифметическое результатов испытаний по формуле

(1.15)

где m - масса молота, кг; h - высота падения груза на образец (соответствует порядковому номеру удара), см; V - объем образца, см³.

2.3. Коэффициент конструктивного качества

Для оценки технической эффективности строительных материалов применяют показатель коэффициента конструктивного качества (К.К.К.), определяемого отношением предела прочности при сжатии (R_сж, МПа) к величине средней плотности (_m, кг/м³):

. (1.16)

Лучшие конструкционные материалы имеют высокую прочность при низкой средней плотности. В частности, применение легких и прочных материалов с относительно высоким К.К.К. облегчает устройство фундаментов и оснований зданий. Кроме того, К.К.К. косвенно характеризует материалоемкость строительной продукции.

После завершения лабораторной работы необходимо выполнить комплексную оценку качества строительного материала по основным свойствам, определить условия эксплуатации в зданиях и сооружениях.

Лабораторная работа № 2

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: определить происхождение, минеральный состав, основные свойства природных каменных материалов и установить области их применения в строительстве.

Материалы и оборудование:

1.Коллекция минералов и горных пород.

2.Лупа.

3.Стальная игла или стальной нож.

4.Шкала твердости.

5.Линейка.

6.Стеклянная пластинка.

Общие сведения

Материалы и изделия из естественного камня, применяемые в строительстве и архитектуре, имеют различное происхождение и минеральный состав, что, в свою очередь, предопределяет их физико-технические и декоративные свойства.

Классификация горных пород по генетическому происхождению приведена в табл.2.1.

Таблица 2.1

Классификация горных пород

Магматические (изверженные породы)	Осадочные породы	Метаморфические породы
1. Массивные 1.1. Глубинные – гранит, сиенит, диорит, габрдорит, габбро. 1.2. Излившиеся – кварцевые порфиры, порфириты, трахит, андезит, диабаз, базальт	1.Химические осадки – гипс, ангидрит, магнезит, доломит, известковый туф (травертин)	1.Магматические – гнейс
2. Обломочные. 2.1. Рыхлые – вулканический пепел и пемза. 2.2. Цементированные – туфы вулканические	2. Механические отложения. 2.1. Рыхлые – глина, песок, гравий, валуны. 2.2. Цементированные – песчаник, конгломераты, брекчия	2. Осадочные – мрамор, кварцит, глинистые сланцы
	3. Органогенные образования. 3.1. Зоогенные – мел, ракушечник, известняк. 3.2. Фитогенные - диатомит, опока, трепел

Горные породы представляют собой сочетание разных минералов. Например, гранит (полиминеральная порода) содержит много минералов, но основными являются полевой шпат, кварц и слюда (черная или белая). В ряде случаев порода может быть сложена из одного минерала (мономинеральная порода), например гипс, известняк, мел.

Минерал (от латинского minera – руда) - природное тело, однородное по химическому составу, строению и физическим свойствам, образующееся в результате физико-химических процессов на поверхности и в глубинах земли. В основном минералы представляют собой твердые тела: кристаллические или аморфные.

При изучении природных каменных материалов необходимо установить их происхождение и минеральный состав, детально ознакомиться с внешними декоративными свойствами (цвет, блеск, текстура, структура и др.) и физико-техническими показателями (средняя плотность, пористость, водопоглощение, прочность, твердость, истираемость, водостойкость, морозостойкость и др.), определить области их применения в строительстве.