- •1.2. Контрольные вопросы
- •8. Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).
- •1.4. Рабочее задание
- •1.5. Порядок выполнения работы
- •1.6. Содержание и результаты работы
- •1.7. Выводы
- •2.4. Рабочее задание
- •2.5. Порядок выполнения работы
- •2.6. Содержание и результаты работы
- •2.7. Выводы
- •3.2. Контрольные вопросы
- •9. Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.п.).
- •3.4. Рабочее задание
- •3.5. Порядок выполнения работы
- •3.6. Содержание и результаты работы
- •3.7. Выводы
- •4.2. Вопросы для подготовки к работе
- •4.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •11. Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.п.).
- •4.5. Порядок выполнения работы
- •4.6. Содержание и результаты работы
- •4.7. Выводы
- •5.2. Вопросы для подготовки к работе
- •5.3. Оборудование, инструменты и материалы:
- •8. Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.п.).
- •5.5. Порядок выполнения работы
- •5.6. Содержание и результаты работы
- •5.6. Выводы
- •6.2. Контрольные вопросы
- •10. Мелкий заполнитель (кварцевый песок).
- •6.4. Рабочее задание
- •6.5. Порядок выполнения работы
- •6.6. Содержание и результаты работы
- •6.7. Выводы
влиянии объемного содержания макропор на прочность композиционного материала и коэффициент использования потенциала прочности матрицы.
Лабораторная работа № 5
ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ОБЪЕМНОЙ ДОЛИ ВОЛОКНИСТЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ НА СТРУКТУРУ И СВОЙСТВА КОМПОЗИЦИОННОГО СТРОИТЕЛЬНОГО МАТЕРИАЛА
5.1. Цель работы:
Исследовать влияние на прочность композиционного материала степени наполнения мелкозернистой матрицы волокнистыми включениями (на примере дисперсно-армированного мелкозернистого бетона).
5.2.Вопросы для подготовки к работе
1.Что называют дисперсно-армированными бетонами?
2.Какие существуют схемы ориентации волокнистых включений в структуре композиционного материала?
3. Каков механизм влияния дисперсного армирования на физикомеханические свойства композиционного материала?
5.3.Оборудование, инструменты и материалы:
1.Емкость для приготовления бетонной смеси.
2.Формы-призмы (4×4×16 см).
3.Мерные цилиндры на 500 и 1000 мл.
4.Весы торговые с пределами взвешивания до 10 кг.
5.Секундомер.
6.Пресс гидравлический – УММ-20.
7.Минеральное вяжущее вещество (портландцемент, гипс или др.).
8.Мелкий заполнитель (кварцевый песок или т.п.).
9.Армирующее волокно (асбестовое, базальтовое или др.).
5.4.Рабочее задание
Произвести оценку пористости и прочности дисперсно-армированного мелкозернистого бетона с различным содержанием волокнистых армирующих включений. В качестве матрицы принимается мелкозернистый бетон оптимального состава (по данным лабораторной работы №2), включениями являются волокна с диаметром 20…200 мкм. На основании полученных результатов работы, проводится анализ влияния объемного содержания волокон на прочность при изгибе и сжатии композиционного материала и использование потенциала прочности матрицы в прочности композита.
5.5. Порядок выполнения работы
Для выполнения лабораторной работы подгруппа разбивается на три звена. Каждое звено формует 2 серии из 6 образцов-призм размером 4×4×16 см. Серии образцов отличаются содержанием армирующих волокнистых включений. Объ-
16
емное содержание волокон в 1 м3 бетона назначается преподавателем в зависимости от применяемого вида волокна и определяется в диапазоне от 0 до 0,05 м3/м3, что обеспечивает соответствие количества армирующих элементов концентрации трещин в единице объема бетона, чем достигается эффективное торможение процесса трещинообразования.
Состав смеси по расходу цемента, песка и воды во всех сериях должен быть одинаковым и аналогичным оптимальному составу мелкозернистого бетона по результатам лабораторной работы №2.
Расчет расхода волокон на 1 м3 бетонной смеси производят исходя из соотношений:
Vфибр =Vбс Сфибр, |
(5.1) |
|
mфибр =Vфибр ρфибр, |
||
|
где Vбс – объем бетонной смеси, м3;
Vфибр – объем фибр, м3;
Сфибр – объемная доля волокон, м3/м3; ρд – истинная плотность волокон, кг/м3.
После твердения (образцы твердеют в нормальных условиях при t=20±5 0С, W≈100%) образцы высушивают до постоянной массы и подвергают техническим испытаниям: их измеряют, взвешивают, а затем испытывают на прочность при изгибе и сжатии.
5.6. Содержание и результаты работы
Результаты экспериментов статистически обрабатывают с вероятностью 0,95 (см. лабораторную работу №1) и заносят в табл. 5.1.
Таблица 5.1
Результаты испытаний
Объемная доля волокнистых
включений, м3/м3
Гео- Мас метри-
са ческие об- разме- рцаз- ры об-
кга, разца,
м
Разрушаю- |
Предел |
|
Результаты |
Результаты |
||||||
щая |
прочности |
статистической обработ- |
статистической обработки |
|||||||
нагрузка |
образца |
ки значений предела |
значений предела |
|||||||
при |
при |
при |
при |
прочности при сжатии |
прочности при изгибе |
|||||
сжа- |
сжа- |
изги- |
|
образцов |
|
образцов |
||||
тии, |
изги- |
тии, |
бе, |
R, |
|
|
|
|
|
|
Н |
бе, Н |
МПа |
МПа |
МПа |
|
S, МПа |
Cv, % |
R, МПа |
S, МПа |
Cv, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При анализе полученных результатов, для каждой серии образцов рассчитывается массовая доля волокон в 1 м3 мелкозернистого бетона.
По результатам испытаний определяется коэффициент использования потенциала прочности матрицы Кипп. Результаты расчетов заносят в таблицу 5.2.
17