А. А. Макаева, В. А. Гурьева, А. И. Кравцов,

А.А.МАКАЕВА, В.А.ГУРЬЕВА, А.И.КРАВЦОВ,

Л.Т.РЕДЬКО, Л.В.СОЛДАТЕНКО, Т.И.ШЕВЦОВА

 

 

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

И ИЗДЕЛИЯ

 

ЖУРНАЛ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

 

 

 

 

Рекомендовано к изданию Редакционно-издательским советом

Государственного образовательного учреждения

высшего профессионального образования

«Оренбургский государственный университет»

 

Оренбург 2003

ББК 38.3 я7

М – 54

УДК 69(076.5)

 

 

Рецензент

кандидат технических наук Турчанинов В.И.

 

 

Макаева А.А., Гурьева В.А., Кравцов А.И., Редько Л.Т.,

Солдатенко Л.В., Шевцова Т.И.

М-54 Строительные материалы и изделия: Журнал лабораторных

Работ. -Оренбург: ГОУ ВПО «ОГУ», 2003. – 56 с.

 

 

Журнал лабораторных работ предназначен для оформления лабораторных работ по контролю свойств строительных материалов и

изделий для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по специальностям 290100, 290200, 290300, 290500, 290600, 291000, 052400 для очной, вечерней и заочной форм обучения.

 

 

ББК 38.3я7

 

 

© Макаева А.А. и др., 2003

© ГОУ ВПО ОГУ,2003

Содержание

 

1 Лабораторная работа №1

Определение основных физико-механических свойств……………………….4

2 Лабораторная работа №2

Испытание керамического кирпича……………………………………………..11

3 Лабораторная работа №3

испытание извести строительной воздушной…………………………………..14

4 Лабораторная работа №4

Испытание строительного гипса…………………………………………………17

5 Лабораторная работа №5

Испытание портландцемента…………………………………………………….20

6 Лабораторная работа №6

Испытание заполнителей для тяжелого бетона…………………………………23

7 Лабораторная работа №7

Определение состава тяжелого бетона…………………………………………..29

8 Лабораторная работа №8

Определение состава строительного раствора………………………………….34

9 Лабораторная работа №9

Испытание битумных вяжущих веществ………………………………………..38

10 Лабораторная работа №10

Испытание материалов рулонных, кровельных и гидроизоляционных……….41

11 Лабораторная работа №11

Испытание древесины……………………………………………………………..45

12 Лабораторная работа №12

Испытание лакокрасочных материалов………………………………………….49

13 Лабораторная работа №13

Испытание теплоизоляционных материалов…………………………………….52

1 Лабораторная работа №1

 

Определение основных физико-механических свойств строительных материалов

 

Определение физических свойств

Определение истинной плотности

Инертная жидкостьТемпература жидкости ⁰ С

Материал _____

Масса порошка _г

Масса пикнометра с навеской, m г

Масса пустого пикнометра, m₁ ______________________________г

Масса пикнометра с водой, m₂ ______________________________г

Масса пикнометра с навеской и водой, m₃ ____________________г

Плотность жидкости, р_ж_г/см³

Истинная плотность материала, р г /см³

кг/м³

 

Расчетная формула:

 

(1.1)

 

 

 

Схема опыта

 

 

Таблица 1.1- Истинная и средняя плотности некоторых строительных

материалов

Материал	Истинная плотность, кг/м^3	Средняя плотность, кг/м^3
Гранит	2800-2900	2600-2700
Известняк плотный	2400-2600	2100-2400
Туф вулканический	2600-2800	900-2100
Бетон тяжелый		1800-2500
Бетон легкий		500-1800
Кирпич керамический	2600-2800	1600-1800
Древесина сосны	1550-1600	500-600
Песок	2600-2700	1400-1600
Пенопласты	1300-1400	20-50
Стекло	2400-2600	2400-2600
Сталь строительная	7800-7850	7800-7850

 

Определение средней плотности материалов

Расчетная формула

 

(1.2)

Определение средней плотности на образцах

Правильной геометрической формы

 

Таблица 1.2 - Результаты испытаний

 

Показатели, размерность	Результаты опыта
Масса образца в сухом состоянии, m, г Размеры, см: - длина - ширина - высота Объем образца, V, см^3 Средняя плотность, ρ, г/см^3 , кг/м^3

Определение средней плотности материала на образцах

Неправильной геометрической формы

Масса сухого образца, m_______________________________г

Масса образца, покрытого парафином, m₁г

Объем образца с парафином, V₁см³

Объем парафина, V_п, см³

 

(1.3)

 

 

где =0,93 г/см³

Средняя плотность образца, неправильной геометрической формы:

(1.4)

 

 

Определение пористости

 

% (1.5)

 

П=

 

Определение насыпной плотности

 

Таблица 1.3 - Результаты испытаний

 

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Масса сосуда, m	кг
Масса сосуда с материалом, m1	кг
Масса материала, m2	кг
Объем сосуда, V	л
Насыпная плотность:	кг/л кг/м^3

 

Определение пустотности

 

Расчетная формула:

% (1.6)

 

 

Определение влажности материалов

Материал

Таблица 1.4 - Результаты испытаний

 

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Масса исходной навески, т1	г
Масса сухой навески, т2	г
Относительная влажность материала, Wотн	%
Абсолютная влажность материала, Wабс	%

 

 

Расчетные формулы:

 

(1.7)

 

 

(1.8)

 

Определение механических свойств

Сопротивление удару

Материал_____________________________________

 

Таблица 1.7- Результаты испытаний

 

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Размеры: длина ширина высота	см см см
Объем образца, V	см^3
Масса груза, m	кг
Высота падения груза, вызывающего появление первой трещины на образце, h	см
Сопротивление удару, Rу Rу·10^-2	Н·см/см^3 Дж/см^3

 

 

Расчетная формула:

 

 

(1.13)

 

 

 

ОценкаПодпись преподавателя

* 1 кН/см²=10МПа~100 кгс/см²

Лабораторная работа №2

 

Внешний осмотр кирпича

Общий вид кирпича:

Таблица 2.1 – Соответствие керамического кирпича требованиям ГОСТ 530 - 95 по размерам и показателям внешнего вида

Показатели внешнего вида	Допускаемые отклонения по ГОСТ 530-95	Результаты измерения опытного образца
1. Отклонение от линейных размеров, мм: по длине по ширине по толщине 2.Отклонение от перпендикулярности граней, мм, не должно превышать 3.Отбитости углов глубиной от 10 до 15 мм, шт 4.Отбитости и притупленности ребер глубиной не более 10 мм и длиной от 10 до 15 мм, шт 5.Трещины протяженностью до 30 мм по постели полнотелого кирпича и пустотелых изделий не более чем до первого ряда пустот, шт: на ложковых гранях на тычковых гранях	±5 ±4 ±3   ±3

 

Лабораторная работа № 3

Содержание активных оксидов кальция и магния в извести

 

Результаты титрования заносят в таблицу 3.1

 

Таблица 3.1 – Определение содержания активных СаО и Мg0 в извести

Показатели опыта	Результаты опыта
Навеска извести, m, г Количество 1 Н НСl, израсходованной на титрование, V, мл Титр 1 Н НС1 по СаО + МgO, умноженный на 100 Содержание активных СаО+МgO определяется по формуле: -поправочный коэффициент на титр раствора HCl, (≈1,0)	2,8

 

Таблица 3.2 – Определение скорости гашения извести

 

Показатели опыта	Результаты опыта
Навеска негашеной извести, г Количество воды, мл Время начала опыта, ч., мин Температура (°С): в начале опыта через каждую минуту   в конце опыта Время конца опыта, ч., мин Скорость гашения, мин

 

Таблица 3.3 – Определение степени дисперсности извести

 

Показатели опыта	Ед. изм.	Результаты опыта
Навеска извести, m Остаток на сите №02, m02 Остаток на сите №02 определяется по формуле: %	г г   %     г     %
Остаток на сите № 008, m008 Остаток на сите № 008, определяется по формуле: %

 

Таблица 3.4 – Технические требования к негашеной комовой или молотой извести (ГОСТ 9179-77)

 

Наименование показателей	Нормы
Кальциевая известь сортов	Магнезиальная и доломитовая известь сортов
Содержание активных СаО + МgO в пересчете на сухое вещество, %, не менее: а) без добавок
б) с добавками			-			-
Содержание активных МgO, %, не более				20(40)	20(40)	-
Содержание не погасившихся зерен, %, не более
Продолжение таблицы 3.4
Тонкость помола: остаток на ситах
№ 02, %, не более	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
№ 008, %, не более
Скорость гашения, мин:
Быстрогасящаяся, не более
Среднегасящаяся, не более
Медленногасящаяся, не менее

 

Примечание: в скобках указано содержание MgO для доломитовой

извести.

 

Вывод: по содержанию активных СаО и Мg0 известь относится к ______ сорту; по скорости гашения известь _______________________;

по тонкости помола известь _____________соответствует требованиям

ГОСТ 9179-77.

 

Оценка Подпись преподавателя

4 Лабораторная работа № 4

 

Испытание строительного гипса

 

Определение тонкости помола

Таблица 4.1 – Определение тонкости помола гипса

 

Навеска гипса,m, г,	Остаток на сите №02, m02, г	Тонкость помола, %

 

Расчетная формула:

(4.1)

 

ТП=

 

4.2 Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипсового теста

Таблица 4.2 - Определение нормальной густоты гипсового теста.

 

№ опыта	Навеска гипса, г	Количество воды, мл	Диаметр лепешки мм	Нормальная густота гипсового теста, %

 

В,%

В,мм

График 4.1 - Зависимость диаметра расплыва гипсового теста от

содержания воды

Лабораторная работа №5

 

Испытание портландцемента

 

Таблица 5.1 - Результаты испытаний

 

Навеска цемента, m, г	Остаток на сите №008, m008 ,г	Тонкость помола, % (m008/m)100

 

 

Таблица 5.2 - Определение удельной поверхности цемента

 

№ опыта	Масса цемента m, г	Постоянная прибора, k	Время, T, с	Высота слоя h,см	Температура воздуха, ^оС	Таблич- ное зна- чение М	Удельная поверх- ность, Sуд,см^2/г

 

Таблица 5.3 - Результаты испытаний

 

№ опыта	Навеска цемента, г	Количество воды, г	Пестик не доходит до пластинки, мм	Нормальная густота цементного теста, %

Таблица 5.4 – Результаты испытаний

 

№ опыта	Нормальная густота цементного теста, %	Время затворения цемента водой и далее через 10 мин. после определения нормальной густоты ч. мин	Глубина погружения иглы, мм	Сроки схватывания цементного теста, ч. мин.
начало	конец

 

 

Лабораторная работа № 7

Исходные данные

В зависимости от назначения бетона и конструктивных требований назначаются: средняя прочность______ МПа, удобоукладываемость (осадка конуса в сантиметрах, или жесткость в секундах)______, способ уплотнения ________.

Остальные данные для расчета получают по результатам входного контроля исходных материалов. Примерные варианты даны в приложении. Для цемента: наименование _______; активность R_ц, __________МПа; истинная плотность r_{ц_}_______, г/см³; насыпная плотность r_нц_______, кг/м³. Для песка: истинная плотность песка r_n________, г/см³, насыпная плотность песка r_нпг/см³. Для щебня средняя плотность щебня r_щ______, г/см³; насыпная плотность щебня r_НЩ________, кг/м³, наибольшая крупность щебня D_наиб_________; пустотность щебня V_пуст, %, которая определяется по формуле:

 

(7.1)

 

где r_нщ – насыпная плотность щебня, г/см³,

r_щ - средняя плотность щебня, г/см³.

 

 

Расчет состава бетона

 

Таблица 7.1 Расчет состава бетона

 

Расчетные формулы	Расчет
Значение В/Ц для обычного бетона В/Ц = ARЦ //(Rб + А 0,5 RЦ)
Расход воды
Расход цемента Ц = В/В/Ц
Расход щебня Щ=1000/((a VПУСТ / rНЩ)+(1/rЩ))
Расход песка П = (1000 –(Ц/rЦ +В+Щ/rЩ) rП
Проверка (Ц/

 

 

где Ц, Щ, В – расход цемента, щебня и воды, кг;

r_Ц, r_П – истинная плотность цемента и песка г/см³;

r_Щ – средняя плотность щебня, г/см³.

V_ПУСТ – пустотность щебня в относительных единицах;

a- коэффициент раздвижки зерен щебня раствором (см. методические указания к лабораторному практикуму, таблица 7.3).

R_ц – активность (марка цемента), кг/см²;

R_б – требуемая прочность бетона, кг/см²;

А– коэффициент учитывающий качество крупного заполнителя (см. методические указания к лабораторному практикуму, таблица 7.1)

 

Таблица 7.2 - Определение расхода материалов на пробный замес

№	ЦV = V ·Ц·0,001	ВV = V ·В· 0,001	ПV = V ·П· 0,001	ЩV = V· Щ ·0,001

 

где Ц_V, В_V, П_V, Щ_V – расход материалов на опытный замес, кг;

Ц, В, П, Щ – расход материалов на 1 м³ бетонной смеси, кг;

V – объем пробного замеса, дм³;

0,001 – переходной коэффициент.

 

7.3 Производственный состав бетона

 

Таблица 7.3 – Расчет производственного состава бетона

Показатель	Формула	Расчет
Составы бетона иногда выражают соотношением по массе между цементом, песком и крупным заполнителем с указанием В/Ц и активности цемента в виде Ц: П:	Ц/Ц: П/Ц:Щ/Ц= 1: х: у
Для оценки объема получаемой бетонной смеси используют коэффициент выхода бетонной смеси:	b=Vб/(VЦ+VП+VЩ) =Ц/rНЦ +П/rНП+ Щ /r НЩ
Потребность материалов на замес определенной емкости или для выполнения объема строительно-монтажных работ.	ЦЗ = bVЗЦ ВЗ = bVЗВ ПЗ=bVЗП ЩЗ = bVЗЩ
Номинальный (лабораторный)состав пересчитывают на полевой (с учетом влажности заполнителей) по формулам	ЦП = Ц ПП = П (1+WП) ЩП = Щ (1+WЦ) ВП=В–(ПWП+ЩWЩ)

где Ц, П, Щ –соответственно расход цемента песка и щебня, кг.

V_Ц, V_П, V_Щ – объемы цемента, песка и щебня, м³;

r _НЦ, r _НП, r _НЩ – насыпная плотность соответственно цемента, песка и щебня, кг/м³;

V_б – фактический объем потребной бетонной смеси, м³.

b - коэффициент выхода бетонной смеси;

V_З – объем замеса, м³

Ц_П, П_П, Щ_П, В_П – расходы материалов для производственного состава бетона, кг;

Wп, W_Щ - влажность песка и щебня, выражается в относительных единицах.

 

 

7.4 Приготовление пробного замеса, определение удобоукладываемости и корректировка состава бетонной смеси

 

 

Таблица 7.4 – Результаты корректировки состава бетонной смеси

 

Материал	Расчетный расход материалов	Изменение расхода материалов при корректировке
на 1 м^3	на пробный замес
Цемент, кг
Песок, кг
Щебень, кг
Вода, л
Суммарный расход материала, кг
Осадка конуса, см
Жесткость, с

 

 

Таблица 7.5 – Результаты испытаний образцов тяжелого бетона

Свойство	Номер образца
Дата изготовления образцов
Дата испытания
Заданная средняя прочность кгс/см^2 (МПа)
Масса образца, г
Размер образца, см
Номер испытательной машины, шкала
Разрушающая нагрузка, кгс
Средняя прочность образца в момент испытания R=F/A, кгс/см^2
Прочность бетона, приведенная к базовому образцу R=aF/A кгс/см^2
Средняя прочность серии образцов, МПа
Отклонение от заданной средней прочности
R^28б – прочность в возрасте 28 суток; МПа R ^28б = R ^nб lg 28 / lg n

 

где F – разрушающая нагрузка, кгс;

А – площадь рабочего сечения образца, см²;

a - масштабный коэффициент для приведения прочности бетона к прочности в образцах базового размера для образцов со сторонами 70, 100, 150, 200 мм соответственно 0,85; 0,95; 1,00; 1,05.

где R ²⁸_б - прочность бетона в возрасте 28 суток, МПа;

R ⁿ_б - прочность бетона в возрасте n суток, МПа;

n - число дней твердения бетона, n > 3.

 

Вывод _______________________________________________________

__________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Оценка Подпись преподавателя

8 Лабораторная работа №8

Строительный раствор

8.1 Расчет состава строительного раствора с требуемой прочностью при сжатии в возрасте 28 суток нормального твердения МПа, (марка М)

Исходные данные:

 

Активность используемого цемента R_ц

Вид добавки

Подвижность растворной смеси, см

Вид заполнителя

Характеристики заполнителя:

Насыпная плотность =г/см³

Истинная плотность =г/см³

Модуль крупности песка М_к=

А) Расход цемента на 1 м³ песка определяют по формуле Н.А. Попова:

 

(8.1)

отсюда:

 

(8.2)

 

Ц= т/м³ песка

 

 

Б) Расход воды на 1м³ песка определяем по формуле:

 

(8.3)

Отсюда цементно-водное отношение:

 

(8.4)

 

 

Расход воды:

 

т/м³ песка (8.5)

 

 

В) Расход пластифицирующей добавки определяют по формуле:

 

(8.6)

Отсюда:

 

(8.7)

 

т/м³ песка

 

Г) Расход песка П= (8.8)

 

П= кг

 

 

Таблица 8.1 – Определение подвижности растворной смеси

 

№ замеса	Добавлено воды, л	Общий расход воды, л	Подвижность смеси, см

8.4 Определение предела прочности раствора на сжатие и установление его соответствия заданным требованиям

Изготовление образцов:

 

Размеры изготовленных образцов, см: а, в, h

Дата изготовления

Условия твердения

Масса формы, кг: пустой

с растворной смесью

Фактическая средняя плотность растворной смеси г /см³

Состав раствора в относительных единицах

;

 

Испытание образцов:

 

Размеры образцов после твердения, см: а, в, h

Масса образцов, г: 1, 2, 3

Средняя плотность =г/см³, кг/м³

Дата испытания

Фактический срок твердения суток.

 

Схема испытания

 

 

Расчетные формулы для определения прочности

 

 

Таблица 8.2 – Результаты испытаний

 

Показатели, размерность	Образцы	Примеч
Масса, кг
Объем, м^3
Средняя плотность, кг/м^3
Площадь поперечного сечения, м^2
Разрушающая нагрузка, кгс
Возраст образца n, сутки
Предел прочности при сжатии (кгс/см^2) через суток
Предел прочности через 28 суток, МПа
Марка раствора

 

Выводы ______________________________________________

 

Оценка Подпись преподавателя

9 Лабораторная работа №9

Определения полноты пропитки

Образец размером, мм:

Метод определения

Цвет

Наличие светлых полосок непропитанной основы

Наличие посторонних включений
10.1.3 Определение гибкости

 

Размер образца, мм Схема испытания

Количество образцов

Размер бруса, мм

Время выдержки в солевом растворе, мм

Температура солевого раствора, ⁰С

Время выдержки образца на брусе, мин

 

Внешний вид образцов при испытании:

образец №1

образец №2

образец №3

 

10.1.4 Определение водопоглощения

Метод определения

Количество образцов

Размеры образцов, мм

Масса образцов до испытания, (m₀), г

Температура воды, ⁰С

Время предварительной выдержки в воде, мин

Масса образцов после предварительной выдержки (m₁), г

Время выдержки для определения на водопоглощение, мин

Масса образцов после определения на водопоглощение (m₂), г

Водопоглощение по массе вычисляют по формуле

 

W= (10.1)

 

 

W=

 

Вывод:________________________________________________________

 

 

10.1.5 Определение теплостойкости

 

Метод испытаний

Количество образцов

Размер образцов

Температура испытаний, ⁰С

Время испытания

Температура сушильного шкафа, ⁰С

Размеры образцов до испытания (L₁), мм

Масса образцов до испытания (m₁), г

Размеры образцов после испытания (L₂), мм

Масса образцов после испытания (m₂), г

 

Изменения размеров образцов при испытании вычисляют по формуле

 

(10.2)

 

 

 

Изменения массы образцов при испытании вычисляют по формуле

 

(10.3)

 

 

 

 

Оценка внешнего вида образцов (наличие вздутий, следов перемещения покровного слоя и других дефектов покровного слоя)

Вывод

 

 

10.1.6 Определение содержания наполнителя покровного слоя

Метод определения_____________________________________________

 

Количество образцов_________

Размеры образцов, см____________________________

Температура в электропечи, ⁰С____________________

Масса пустого тигля (m₁), г_______________________

Масса тигля с навеской до испытания (m₂), г________

Масса тигля с навеской после испытания (m₃), г______

 

Содержание наполнителя N вычисляют по формуле

 

N= (10.4)

 

где А – содержание сгораемых веществ в наполнителе в % (в работе А=0)

 

N=

 

Вывод

Общий вывод по результатам всех испытаний

Оценка Подпись преподавателя

11 Лабораторная работа №11

Испытание древесины

11.1 Определение числа годичных слоев в 1 см и содержания поздней древесины в годичном слое (ГОСТ 16483.18-72)

 

Определение числа годичных слоев:

Порода древесины

Образец

Длина радиуса, R=

Точность измерения

Ширина поздней зоны, , см,

Протяжение годичных слоев по радиальному направлению, L см

Общее число целых годичных слоев N

Число годичных слоев в 1 см:

 

(11.1)

 

n=

 

Содержание поздней древесины, %:

 

(11.2)

 

m=

 

Внешний вид образца

до испытания после испытания

 

11.4.2 Определение предела прочности при сжатии поперек

волокон (смятие) (ГОСТ 16483.2-70)

 

Размеры образца, см а=, в=, h=

Площадь образца, воспринимающая нагрузку, Fсм²

Максимальное усилие, при котором начинается

пластическая деформация Р= ___ кН

Предел прочности при сжатии при фактической влажности:

(11.8)

 

 

Предел прочности при сжатии при стандартной влажности:

 

(11.9)

 

 

где - поправочный коэффициент на влажность ( =0,035)

 

Внешний вид образца

до испытания после испытания

 

Схема испытания образца

 

Разрушающие усилие, Р=кН

Предел прочности при изгибе при фактической влажности:

 

(11.10)

Предел прочности при изгибе при стандартной влажности:

 

(11.11)

 

где - поправочный коэффициент на влажность =0,04

 

Таблица 11.1 – Сводные результаты испытаний

 

Предел прочности при стандартной влажности, МПа	Образцы	Среднее значение
При сжатии вдоль волокон
При смятии
При изгибе

 

Выводы

 

Оценка Подпись преподавателя

12 Лабораторная работа №12

Лакокрасочные материалы

Определение маслоемкости

Схема опыта

 

 

Таблица 12.2 – Результаты испытаний

 

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Количество израсходованного связующего, V	мл
Плотность связующего,	г/см^3
Масса сухого пигмента, m	г
Маслоемкость пигмента, M	%

 

 

Формула для расчета:

(12.2)

М =

Определение укрывистости

 

Внешний вид образца

 

 

Таблица 12.3 – Результаты испытаний