Определение прочности керамзита при сдавливании в цилиндре

Прочность пористого заполнителя оказывает прямое влияние на предельную прочность легкого бетона. Чем больше прочность заполнителя, тем меньше расхода цемента при изготовлении бетона.

Прочность заполнителей при сдавливании в цилиндре определяют по нагрузке, соответствующей погружению пуансона на 20 мм в слой испытываемой пробы заполнителя.

Прочность определяют для фракций крупного заполнителя размерами 5-10; 10-20 и 20-40 мм.

Из высушенной до постоянной массы пробы отвешивают навеску и совком насыпают ее с высоты 100 мм в стальной цилиндр с внутренним диаметром 150 мм на высоту 100 мм, выравнивают и вставляют в цилиндр специальный пуансон с двумя рисками, фиксирующими положение пуансона по отношению к цилиндру. До испытания нижняя риска на пуансоне должна совпадать с верхним краем цилиндра. Цилиндр с пробой помещают на подушку гидравлического пресса, сдавливают заполнитель до погружения пуансона на 20 мм (до верхней риски) и определяют нагрузку по прессу.

Вдавливание пуансона должно производиться без перекоса со скоростью 0,5-1,0 м/с.

Прочность при сдавливании заполнителя в цилиндре (R_СД) в МПа (кгс/см²) вычисляют по формуле:

где P – нагрузка при сдавливании заполнителя, соответствующая погружению пуансона до верхней риски, Н (кгс); F – площадь поперечного сечения цилиндра, равная 0,0177 м².

В ходе испытания необходимо следить за тем, чтобы насыпная плотность заполнителя в цилиндре соответствовала результату ее определения в стандартном мерном сосуде и не отличалась от него более чем на -4 … +2 % для фракций 5-10 и 10-20 мм и более чем на -6 % для фракции 20-40 мм.

Прочность заполнителя отдельной фракции при сдавливании в цилиндре вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух параллельных определений для каждой фракции заполнителя.

Результаты заносятся в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Свойства керамзитового гравия

Наименование показателей	Фракции, мм			Смесь фракции
	5-10	10-20	20-40
Насыпная плотность, кг/м^3
Прочность при сдавливании в цилиндре, МПа

Свойства смеси фракций определяют исходя из значений соответствующих показателей отдельных фракций, получаемых в ходе испытаний:

_{где Yсм – какой либо показатель смеси, yi, yj, yk значение соответсвующее показателей отдельных фракций; xi, xj, xk – процентное содержание фракции в смеси заполнителей.}

Лабораторная работа № 5 Подготовка керамических масс и изготовление образцов для испытания

Цель работы: получить навыки в подготовке и формовании керамических масс.

Основные понятия

Название «керамика» произошло от греч. keramike — искусство изготовления изделий из глины. Керамическое производство – самое древнее из всех силикатных производств, а его основной сырьевой материал – глина – применялся человеком для бытовых нужд еще на заре цивилизации. Позднее человек научился прида­вать сырой глине форму и закреплять ее при помощи сушки и высо­котемпературной обработки. Вот почему долгое время под керами­ческой технологией понимали производство изделий из глин или глиносодержащих масс путем формования, сушки и последующего обжига.

С развитием техники стало возможным изготовлять изделия указанными технологическими приемами из масс, не содержащих глину. Поэтому технология керамики получила более широкое тол­кование. В настоящее время под технологией керамического произ­водства подразумевают изготовление изделий из минерального сырья или химических веществ путем приготовления массы, формо­вания, удаления временной связки и высокотемпературного обжига с целью придания им камнеподобных свойств.

Различные керамические материалы обладают разнообразными свойствами, которые определяются применяемыми исходными сырь­евыми материалами, методами их переработки и технологическими режимами термической обработки. На свойства керамических ма­териалов решающее влияние оказывает их строение. Поэтому в ос­нову общепринятой классификации положена структура пор кера­мических материалов. Они подразделяются на два класса:

1) пористые, дающие землистый излом и пропускающие воду (без гла­зурования);

2) спекшиеся, дающие блестящий раковистый излом и не пропускающие воды.

Каждый из этих классов в зависимости от свойств и структуры черепка, его внешнего оформления, а также применения изделий подразделяется на группы (например, грубо- и тонкозернистые, глазурованные и неглазурованные, огнеупорные и кислотостойкие и т. д.). Универсальную классификацию керамических материалов и изделий разработать чрезвычайно трудно. Поэтому керамические изделия чаще всего классифицируют по производственно-отраслево­му признаку, позволяющему отразить свойства изделий, область применения и в значительной степени способ производства. Согласно указанной классификации, различают следующие группы керамических материалов и изделий:

строительная керамика – изделия, предназначенные для клад­ки зданий и сооружений (кирпич, керамические камни, блоки), ке­рамические плитки для наружной и внутренней облицовки стен и покрытия полов, изделия для подземных коммуникаций (канализа­ционные и дренажные трубы), санитарно-технические изделия, че­репица, изразцы, теплоизоляционные керамические материалы (ке­рамзит, аглопорит);

огнеупорные материалы – изделия, применяемые для кладки промышленных печей, топок и аппаратов, работающих при высоких температурах, а также изделия, используемые в качестве огнеприпаса при обжиге деталей различного назначения;

химически стойкие материалы – изделия, предназначенные для работы в агрессивных средах, заменяющие или защищающие ме­таллические части емкостей, аппаратов, машин в химической и других отраслях промышленности;

тонкая керамика – хозяйственная фарфоровая и фаянсовая по­суда, художественные и декоративные изделия, химическая посуда и другие виды изделий;

техническая и специальная керамика – материалы и изделия со специфическими свойствами, применяемые в авиационной, ракетно-космической, атомной технике, радиоэлектронике, электротехнике и других отраслях промышленности.

В зависимости от свойств, структуры, фазового состава мате­риала указанные группы подразделяются на подгруппы.

Свойства керамики определяются ее строением, под которым подразумевается взаимное распределение и сочетание составляющих ее фаз. Почти все керамические материалы по строению являются сложными системами, состоящими из трех фаз – кристаллической, стекловидной и газовой.

Кристаллическая фаза – основная, она определяет фазовый состав, свойства и группу керамического материала. В структуре может быть одна либо несколько кристаллических фаз в тех или иных соотношениях.

Стекловидная фаза находится в керамическом материале напо­добие прослоек между кристаллическими составляющими или обо­собленных микрообластей и выполняет в нем цементирующую роль. Количество и состав стеклофазы обусловлены наличием примесей и вводимыми в состав массы плавнями. Например, некоторые виды технической керамики содержат менее 1% стеклофазы, а стеатит и фарфор – 35…60%.

Газовая фаза представляет собой воздух или другие газы, со­держащиеся в порах материала. Керамические материалы – это сочетание твердого вещества (кристаллического и стекловидного) с пустотами – порами.

Взаимное распределение, физико-химическая природа и коли­чественное соотношение кристаллической, стекловидной и газовой фаз определяют строение керамического материала.

В строении керамики различают микроструктуру и текстуру. Под микроструктурой понимают природу кристаллических фаз, состав стекловидной фазы, а также их сочетание с порами. Текстура определяет зерна и поры в материале, их размеры, объем, взаимное расположение. Микроструктура и текстура керамики зависят от многих факторов, главные из которых – вид исходных сырьевых материалов, технологические приемы их обработки и подготовки массы, методы формования, физико-химические процессы, протекающие при спекании.

По способу формования выделяют изделия следующих видов:

• спрессованные из полусухих масс (плитки для внутренней облицовки стен, фасадные, для полов);

• сформованные из пластичных масс (канализационные трубы, химически стойкие изделия);

• отлитые из шликерных (жидких) масс (санитарные изделия).