- •Лабораторные определения свойств строительных материалов и композиций для их изготовления
- •Издательство Ассоциации
- •Москва 2003
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные свойства материалов
- •2. Определение средней плотности образцов правильной геометрической формы
- •3. Определение плотности образцов неправильной геометрической формы
- •4. Определение пористости
- •5. Определение влажности
- •6. Определение водопоглощения
- •1. Определение предела прочности на сжатие
- •2. Определение предела прочности на растяжение при изгибе
- •3. Определение ударной прочности
- •4. Определение показателя истираемости
- •Глава 2. Неорганические (минеральные) вяжущие вещества
- •Лабораторная работа №3
- •1. Определение суммарного содержания активных оксидов кальция
- •2. Определение содержания в извести непогасившихся зерен
- •3. Определение температуры и времени гашения извести Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.
- •Лабораторная работа №4
- •1. Определение нормальной густоты цементного теста
- •2. Определение начала и конца схватывания цементного теста
- •3. Определение равномерности изменения объема цемента
- •4. Определение тонкости помола цемента ситовым анализом
- •5. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Тяжелые бетоны
- •Лабораторная работа №5 Определение свойств заполнителей для тяжелого бетона
- •1. Определение насыпной плотности песка
- •2. Определение зернового состава и модуля крупности песка
- •3. Определение насыпной плотности щебня (гравия)
- •4. Определение пустотности и пористости зерен щебня (гравия)
- •5. Определение зернового состава щебня (гравия)
- •1. Определение подвижности бетонной смеси
- •2. Определение жесткости бетонной смеси
- •Контрольные вопросы
- •1. Определение предела прочности тяжелого бетона на сжатие
- •2. Определение прочности тяжелого бетона
- •3. Определение морозостойкости бетона
- •Количество материалов и характеристики бетонной смеси в пробном замесе
- •Глава 4. Строительные растворы
- •1. Приготовление пробного замеса и определение подвижности растворной смеси
- •2. Определение прочности раствора
- •Глава 5. Кирпич и камни силикатные
- •1. Определение размеров силикатного кирпича и характеристик его внешнего вида
- •2. Определение средней плотности силикатного кирпича
- •3. Определение водопоглощения силикатного кирпича
- •4. Определение пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе
- •8. Какие характеристики указываются в условном обозначении силикатного кирпича?
- •Глава 6. Кирпич и камни керамические
- •1. Определение размеров керамического кирпича и характеристик его внешнего вида
- •2. Определение средней плотности и водопоглощения керамического
- •3. Определение пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Древесные материалы
- •Лабораторная работа №11
- •1. Определение влажности древесины
- •2. Определение плотности древесины при влажности в момент испытания
- •3. Определение содержания поздней древесины в годичном слое
- •4. Определение предела прочности при статическом изгибе
- •5. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон
- •Ориентировочное значение предела прочности древесины при сжатии при стандартной влажности в мПа по содержанию поздней древесины рассчитывают по формуле
- •Предел прочности древесины при сжатии при стандартной влажности в мПа можно также ориентировочно рассчитать по известному значению средней плотности по формуле
- •Глава 8. Органические вяжущие вещества
- •1. Определение глубины проникания иглы
- •2. Определение растяжимости битума
- •3. Температура размягчения битума
- •4. Сцепление битума с поверхностью минеральных материалов
- •Глава 9. Асфальтобетон
- •1. Определение зернового состава
- •2. Определение истинной плотности
- •3. Определение средней плотности
- •4. Определение пористости порошка
- •5. Определение набухания образцов из смеси минерального порошка
- •6. Определение показателя битумоемкости
- •1. Изготовление образцов и определение средней плотности уплотненного материала
- •2. Определение водонасыщения
- •3. Определение набухания
- •4.Определение предела прочности при сжатии
- •5. Определение водостойкости
- •6. Определение водостойкости при длительном водонасыщении
- •1. Определение зернового состава минеральной части
- •2. Определение количества битума и состава асфальтобетона
- •Глава 10. Теплоизоляционные материалы и изделия
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Дорожно-строительные материалы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Глава 1. Основные свойства материалов…….…………………..
- •170017 Г. Тверь
Глава 1. Основные свойства материалов
Строительные материалы и конструкции воспринимают те или иные нагрузки и подвергаются воздействию окружающей среды. Поэтому строительные материалы должны обладать комплексом определенных показателей свойств, например, достаточной прочностью, способностью сопротивляться физическим и химическим воздействиям среды: воздуха и содержащихся в нем паров и газов, воды и растворенных в ней веществ, колебаниям температуры и влажности, совместному воздействию воды и мороза и т.п.
Важнейшими свойствами строительных материалов, определяющими их долговечность и надежность, являются физические и механические свойства.
Физические свойства материала характеризуют его строение или отношение к физическим воздействиям окружающей среды. Физические свойства разделяются на:
1)удельные характеристики состояния и структурные характеристики (истинная плотность, средняя плотность, насыпная плотность; общая, открытая и закрытая пористость);
2)свойства материалов по отношению к действию воды, или гидрофизические свойства (влажность, водопоглощение и другие), а также к одновременному действию воды и мороза (морозостойкость) ;
3)свойства материалов по отношению к действию тепла или холода, т.е. теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, огнеупорность, огнестойкость и другие).
Механические свойства строительных материалов характеризуют способность материала сопротивляться разрушающему или деформирующему воздействию внешних сил или внутренних напряжений.
Механические свойства разделяют на деформативные (упругость, пластичность и другие) и прочностные (пределы прочности при сжатии, растяжении, изгибе, скалывании; ударная прочность или сопротивление удару; сопротивление истиранию).
Лабораторные работы, относящиеся к данному разделу, содержат методики определения основных физических и механических свойств материалов в основном применительно к испытаниям каменных материалов и, прежде всего бетона.
Лабораторная работа №1
Определение физических свойств строительных материалов
Определение истинной плотности
Истинная плотность –масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот. Истинная плотность ρ (г/см3, кг/м3 )вычисляется по формуле
, (1.1)
где m_масса материала;Vа _ объем материала в абсолютно плотном состоянии.
Истинную плотность материала определяют либо с помощью специальной стеклянной колбы – объёмомера Ле-Шателье, вместимостью 120-150 см3, либо с помощью пикнометра – колбы точного объема, обычно вместимостью 100 см3.
Для определения истинной плотности каменного материала с помощью объёмомера Ле-Шательеиз отобранной и тщательно перемешанной пробы отвешивают 200-220г. Кусочки отобранной пробы сушат в сушильном шкафу при температуре (110±5)0С до постоянной массы; затем их тонко измельчают в агатовой или фарфоровой ступке. Полученный порошок просеивают через сито с сеткой № 02 (размер ячейки в свету 0,20,2мм). Отвесив в фарфоровой чашке навеску около 180г просеянного порошка, его снова высушивают при температуре (110±5)°С, а затем охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе, в котором порошок хранят до проведения испытания. Объёмомер наполняют до нижней нулевой черты жидкостью (водой, безводным керосином или спиртом),инертной по отношению к порошку материала. После этого свободную от жидкости часть (выше черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги. Затем объёмомер 4 помещают в стеклянный сосуд 5 с водой и термометром 3 (рис.1.1). Вода имеет температуру 20°С (температура, при которой градуировали его шкалу).В воде объёмомер остается все время, пока идет испытание. Чтобы объёмомер в этом положении не всплывал, его закрепляют на штативе 1 так, чтобы вся градуированная часть шейки находилась в воде.
От подготовленной пробы, находящейся в эксикаторе, отвешивают с погрешностью до 0,01г на технических весах 80г порошка материала и высыпают его ложечкой через воронку 2 в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется до черты с делением 20см3или до черты в пределах верхней градуированной части прибора. Разность между конечными и начальными уровнями жидкости в объёмомере показывает значение объема порошка, всыпанного в прибор. Остаток порошка взвешивают. Масса порошка, высыпанного в объёмомер, будет равна разности между результатами первого и второго взвешиваний.
Истинная плотность материала (г / см3 )
, (1.2)
где m1_навеска материала до опыта, г;m2_остаток от навески, г;Vа _ объем жидкости, вытесненной навеской материала (объем порошка в объёмомере),см 3.
Истинную плотность материала вычисляют с округлением до 0,01 г/см3как среднее арифметическое двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3 .
Результаты опытов записывают в табл.1.1.
Таблица 1.1. Результаты определения истинной плотности с помощью объёмомера Ле-Шателье
Наиме-нование матери-ала |
№ опыта |
Первона-чальная масса пробы, г |
Масса остатка, г |
Объем вытесне-нной жидкос-ти, см3 |
Истин-ная плот-ность, г/см3 |
Среднее значение, г/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
Для определения истинной плотности материала с помощью пикнометра используют предварительно высушенную и измельченную пробу около 30 г. Ее разделяют на две части. Каждую часть засыпают отдельно в заранее высушенный и взвешенный пикнометр. Затем определяют массу пикнометра с материалом.
В пикнометр заливают дистиллированную воду, примерно на 1,5-2 см выше уровня материала, ставят на водяную или песчаную баню в наклонном положении и кипятят в течение 15-20 минут для удаления пузырьков воздуха.
После этого пикнометр охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки (по нижнему мениску), вытирают и взвешивают с погрешностью до 0,01 г. Пикнометр освобождают от содержимого, промывают и заполняют дистиллированной водой до риски и снова взвешивают.
Истинную плотность материала вычисляют по формуле
,(1.3)
где m1– масса пикнометра с порошком, г;m2– масса пустого пикнометра, г;m3– масса пикнометра с дистиллированной водой, г;m4– масса пикнометра с порошком и дистиллированной водой, г; – плотность воды (принимается равной 1 г/см3).
Истинную плотность вычисляют как среднее арифметическое двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.
Результаты опытов заносят в табл.1.2.
Таблица 1.2. Результаты определения истинной плотности с помощью пикнометра
Наименование материала |
№ опытов |
Масса пикнометра с порошком m1, г |
Масса пустого пикнометра m2, г |
Масса пикнометра с дистиллированной водой m3, г |
Масса пикнометра с порошком и дистиллированной водой m4, г |
Истинная плотность порошка, г/см3 |
Среднее значение истинной плотности, г/см3 |
|
|
|
|
|
|
|
|