Материал: Материаловедение. лабораторный практикум. Черкасов С.В., Адоньева Л.Н

Абсолютная влажность в зависимости от окружающих условий может меняться в пределах от 0 до полного насыщения водой (Вm).

Приборы, инструменты, материалы: весы технические по ГОСТ 16474,

сушильный шкаф по ГОСТ 13474, электроплитка с закрытым нагревательным элементом по ГОСТ 13474, весы торговые по ГОСТ 16474, мерный цилиндр вместимостью 100 или 250 мл, объемомер Ле-Шателье-Кандло, пикнометр вместимостью 50 или 100 мл по ГОСТ 6427, стандартная воронка для определения насыпной плотности материалов, мерный сосуд вместимостью 1 л, металлическая линейка по ГОСТ 421, штангенциркуль по ГОСТ 166, образцы строительных материалов.

Аттестационные вопросы

1.Что называется истинной, средней и насыпной плотностью материала?

2.Как определяется истинная плотность материала?

3.Как определяется средняя плотность материала?

4.Опишите методику определения насыпной плотности материала.

5.Как рассчитывается пористость материала?

6.Какие свойства материала зависят от пористости?

7.Как рассчитывается межзерновая пустотность материала?

8.Опишите методику определения водопоглощения?

9.Как определяется влажность материала?

10.Какие свойства строительного материала зависят от его влажности?

Литература: [ 1, 2, 6, 8, 12 ].

11

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

2.1. Общие сведения

Механические свойства характеризуют способность материалов противостоять силовым, тепловым и другим напряжениям, возникающим в них без нарушения структуры. Механические свойства подразделяются на прочностные и деформативные. Деформативность характеризует способность материала изменять свою форму и размеры без изменения массы.

Прочностью называется способность материала сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим в результате действия внешних нагрузок (сил).

Материалы в сооружениях могут испытывать под действием нагрузок различные внутренние напряжения: сжатие, изгиб, растяжение, срез, удар, истирание и др.

Прочность строительных материалов оценивается пределом прочности, т.е. напряжением в материале, соответствующим нагрузке, при которой происходит разрушение образца. На практике в сооружениях допускаются напряжения, которые в несколько раз меньше предела прочности. Этим создается запас прочности, установленный государственными нормами. Обычно запас прочности равен 2, 3 и более.

Значение разрушающей силы определяют на прессах или разрывных машинах. По величине предела прочности устанавливается марка строительных материалов по прочности.

2.2. Цель работы

Изучение методики и порядка определения показателей механических свойств строительных материалов.

2.3.Порядок выполнения работы

2.3.1.Определение предела прочности при сжатии

Сущность испытания заключается в разрушении образца материала сжимающей нагрузкой (Р), действующей на единицу площади (F).

Предел прочности при сжатии определяют путем испытания серии образцов (не менее 3-х) на гидравлических и механических прессах. Форма и размеры образцов представлены в табл. 9.

12

Таблица 9 Схемы испытания и исходные данные для определения

предела прочности при сжатии

Перед испытанием образцы осматривают, выбирают опорные грани. Они должны быть ровными, гладкими, параллельными. Определяют их линейные размеры штангенциркулем или металлической линейкой. По результатам измерений рассчитывают рабочую площадь опорных граней в см2. Затем поочередно каждый образец устанавливают в центр нижней плиты пресса, опускают верхнюю плиту, после чего включают пресс и материал подвергается действию сжимающих сил, приводящих к его разрушению. С силоизмерителя пресса снимают значение разрушающей нагрузки в кгс.

Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле

Предел прочности при сжатии материала является определяющим показателем для колонн, опор, фундаментов, стен и др.

13

2.3.2. Определение предела прочности при изгибе

Испытание заключается в разрушении образца сосредоточенной нагрузкой (Р), прикладываемой в середине пролета (ℓ).

Определение предела прочности при изгибе осуществляется на гидравлических прессах или на установке МИИ-100. Опытные образцы-балочки изготовляют путем выпиливания или формования из растворной или бетонной смеси. Испытательные схемы, форма и размеры образцов представлены в табл. 11. Размеры образцов и расстояние между опорами, при испытании устанавливаются ГОСТом на данный строительный материал.

Предел прочности при изгибе материала является определяющим показателем для балок ферм, покрытий, перекрытий и др.

Таблица 11 Схемы испытания и исходные данные для определения

предела прочности при изгибе

14

При испытании образцов-балочек размером 4×4×16 см используют испытательную машину МИИ-100, позволяющую снимать показатель предела прочности при изгибе по счетчику машины.

Результаты определения прочности при изгибе заносят в табл. 12.

Таблица 12 Результаты определения предела прочности при изгибе

2.3.3. Определение твердости материалов

Твердостью называют способность материала сопротивляться проникновению в него другого, более твердого материала.

2.3.3.1. Определение твердости материалов по шкале Мооса

При определении твердости хрупких природных и искусственных каменных строительных материалов пользуются шкалой твердости Мооса, состоящей из 10 эталонных минералов. Минералы в шкале подобраны таким образом, что каждый последующий оставляет черту (царапину) на предыдущем (с меньшим номером), и в то же время сам не прочерчивается им. Показатели твердости минералов по шкале Мооса приведены в табл. 13.

Для установления твердости испытуемого материала на гладкой его поверхности пробуют нанести черту каждым из минералов, входящих в шкалу, на-

15