Водопоглощение и прочность материалов

РАБОТА № 2

Водопоглощение и прочность материалов

Задание. Определить водопоглощение материала и оценить его морозостой­кость. Определить прочность и оценить водостойкость материала. Рассчитать удельную прочность.

Определение водопоглощения и оценка морозостойкости

Методика _____________________________________________________________

Приборы ______________________________________________________________

Материал ______________________________________________________________

Масса сухого образца m_с=_________ г.

Таблица 4. Результаты испытаний Показатели, размерность Высота слоя воды в долях от высоты образца 1/4 1/2 3/4   Срок выдерживания t, мин         Масса образца mi, г         Приращение массы Атi = mi - mc, г         Водопоглощение по массе Wm, %         Водопоглощение по объему W0, %   -     Коэффициент насыщения пор Кн     -

 

Формулы: __________________________________________________________________

Взаимосвязь Кн и морозостойкости: ____________________________________________ ___________________________________________________________________________

Вывод: морозостоек ли материал по значению К_н? _______________________________ ___________________________________________________________________________

Определение предела прочности при сжатии и оценка водостойкости

Методика _________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Оборудование ________________________. Материал _______________________

Таблица 5. Результаты испытаний Показатели, Образец размерность сухой водонасыщенный Размеры, см: длина     ширина     высота     Площадь поперечного сечения F, см     Разрушающее усилие Рр, кН     Предел прочности при сжатии Ясж, кН/см^2[1]     То же, МПа     Коэффициент размягчения Кр

Формулы: __________________________________________________________________

______________________________________________________________

Внешний вид образца

до испытания после испытания

 

Взаимосвязь К_р и водостойкости: ______________________________________________

Вывод: водостоек ли материал по значению Кр? __________________________________ ___________________________________________________________________________

 

Расчет удельной прочности

Задание. Рассчитать удельную прочность для материалов, указанных в табл. 7.

Таблица 7. Значения RVJ для некоторых материалов Материал d Ксж, МПа RP, МПа Rуд, МПа при сжатии при рас­тяжении Сталь марки Ст 5 7,85 -   -   Стальная высокопрочная арматурная проволока класса Вр-Н 7,85 -       Кирпич керамический 1,6   -   - Бетон тяжелый 2,4   -   - Сосна 0,5         Стеклопластик листовой 1,5 -   -

 

Домашнее задание

Пользуясь учебником и конспектом лекций, опишите в табл. 8 основные свойства строительных материалов.

Таблица 8. Характеристика свойств № п/п Свойство или коэффи­циент Точное определение свой­ства или коэффициента Формула Размер­ ность

 

 

 

Подпись студента ___________

Оценка за коллоквиум__________ Подпись преподавателя _____________

РАЗДЕЛ II. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Задание. Изучить свойства главнейших породообразующих минералов и гор­ных пород и научиться распознавать их по внешнему виду.

Что такое минерал?

 

Шкала твердости минералов

1 -		6 -
2-		7-
3 -		8 -
4-		9 -
5 -		10-

 

Что такое спайность минералов?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Что такое горная порода?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

РАБОТА №3

Главнейшие породо

Задание. Пользуясь коллекцией и методическими указаниями, в табл.9.

Таблица 9. Характеристика

№ п/п	Наименование	Класс, подкласс (группа)	Внешний вид	Структура (строение)
Цвет	Блеск
	Кварц
	Полевые шпаты: ортоклаз альбит анортит
	Слюды: Мусковит     биотит
	Роговая обманка
	Авгит

 

 

“___” _________ 20__г.

образующие минералы охарактеризуйте состав, структуру и свойства минералов, приведенных минералов Химический состав Свойства Характерные особенности В каких горных по­родах встречается Плотность, г/см^3 Твер­ дость Стойкость против выветри­- вания

 

	Опал
	Кальцит
	Доломит
	Магнезит
	Гипс
	Ангидрит
	Каолинит
	Хризотил-асбест

 

Окончание табл.9

 

 

 

РАБОТА №4

Главнейшие горные

Задание. Пользуясь коллекцией и методическими указаниями,

ных в табл.10.

	Таблица 10. Характеристика главнейших
№ п/п	Наименование	Подгруппа (условия образова­ ния)	Строение (структура и текстура)	Цвет
Магматические горные
	Гранит
	Габбро
	Диабаз
	Кварцевый пор­фир
	Базальт
	Вулканический туф, пемза
Осадочные горные
	Кремнистый пес­чаник
	Брекчия, конгло­мерат
	Известняк- ракушечник

«___» _____ 20__ г.

породы

охарактеризуйте состав, структуру и свойства горных пород, приведен-

 

горных пород

Минеральный состав	Основные свойства	Область применения (см. примеч к табл.)
Средняя плотность, кг/м^3	Предел прочности, Мпа	Стойкость против выветривания
породы
породы

 

	Известняк плотный
	Доломит
	Мергель
	Диатомит, трепел, опока
	Гипс
Метаморфические горные
	Гнейс
	Кварцит
	Мрамор
	Глинистый сланец
	Серпентинит (асбест)

 

Примечание:

Щ - щебень для бетона;

К - камни для стен;

БК - бортовые камни;

КП - кровельные плиты;

 

Подпись студента _______

ОП - облицовочные плиты;

П - плиты для полов;

СО - сырье для огнеупоров;

Ш - шашка для мостовых;

	Окончание табл. 10                                                             породы                                                   КЛ - каменное литье; С - ступени; Б - бутовый камень; СТМ - сырье для теплоизоляционных материалов; СВВ - сырье для вяжущих веществ

 

 

Оценка за коллоквиум _______ Подпись преподавателя _________________

 

РАЗДЕЛ III. ДРЕВЕСИНА

«___» __________ 20__ г.

РАБОТА № 5.

Строение и пороки древесины

Задание. Ознакомиться со строением основных древесных пород. Пользуясь учебником, перечислить и зарисовать основные пороки древесины в соответст­вии с классификацией ГОСТ 2140

Макроструктура древесины

Зарисуйте срезы древесины в трех основных направлениях

Поперечный Радиальный Тангенциальный

 

 

Микроструктура древесины

Задание 1. Пользуясь учебником, плакатами, срезами пород, микроскопом, опишите особенности микроструктуры древесины (при необходимости зарисуйте фрагменты микроструктуры).

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Фрагменты микроструктуры

 

Задание 2. Определить влияние особенностей микроструктуры на свойства древесины.

 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

		Пороки древесины
		1. Сучки (зарисуйте)
		2. Трещины (зарисуйте)
		3. Пороки формы ствола (зарисуйте)
	4. Пороки строения древесины (зарисуйте)

 

 

5. Покоробленности (зарисуйте)

6. Химические окраски (перечислите)

7. Грибные поражения (перечислите)

8. Биологические повреждения (перечислите)

9. Инородные включения, механические повреждения и пороки обработки (перечислите)

«___» __________ 20__ г.

РАБОТА № 6.

Физико-механические свойства древесины

Задание. Определить равновесную влажность, среднюю плотность и проч­ность древесины.

Определение равновесной влажности и средней плотности

Методика____________________________________________________________

Приборы и приспособления_____________________________________________

Порода древесины__________________________________________________

Образец__________________________________________________________

Размеры образца, см: а=_____________; b=_________; h=________.

Объем образца V_e=_________________ см³; масса m =____________ г.

Средняя плотность в момент испытания =_____________ г/см³= кг/м³.

Показания психрометра:

температура по сухому термометру______________ °С;

температура по влажному термометру____________ °С;

разность температур________ °С.

Относительная влажность воздуха (по справочной таблице)_____________ %.

Равновесная влажность образца (по номограмме) W_p=_____________ %.

Средняя плотность образца при стандартной влажности:

ρ 12 m = ρ W m + 2,5(12-W_p) = ________________________________________

Выводы:

Определение прочности древесины

Оборудование___________________________________________________

А. Прочность малых чистых образцов на сжатие вдоль волокон

Размеры образца, см: а=_____________; b=_________; h=________.

Площадь поперечного сечения__________________ см².

Разрушающее усилие_________________________ кН.

Предел прочности при сжатии при равновесной влажности:

R W сж =_______________ МПа.

Предел прочности при сжатии при стандартной влажности:

R 12 сж = R W сж [1+α(W_p - 12)] = _________________________ МПа

Поправочный коэффициент на влажность а = 0,04

 

	Внешний вид образца до испытания после испытания

 

 

Б. Прочность на смятие (сжатие поперек волокон_

Размеры образца, a=___________; b=___________; h=______________.

Площадь образца, воспринимающая нагрузку _____________________ см²

Разрушающее усилие __________________ кН.

Предел прочности при смятии при равновесной влажности:

R^W_см = ______________________________Мпа.

Предел прочности при смятии при стандартной влажности:

R¹²_см = R^W_см [1+α(W_p – 12)]=________________________________________МПа

Поправочный коэффициент на влажность α=0,035

Внешний вид образца

до испытания после испытания

 

 

В. Прочность при статическом изгибе

Размеры образца, см: а= ____________; b=_____________; h=_____________.

Расстояние между опорами l =_________ см.

Схема испытания

 

 

Разрушающее усилие ______________ кН.

Предел прочности при изгибе при равновесной влажности:

 

= =________________________________________________Мпа

Предел прочности при изгибе при стандартной влажности:

= [1+α(W_p – 12)]=_____________________________________________Мпа

Поправочный коэффициент на влажность α=0,04

 

Предел прочности при стан- дартной влажности, МПа	Образцы	Среднее значение
При сжатии вдоль волокон
При смятии
При изгибе

 

 

Выводы:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

Подпись студента_______________

Оценка за коллоквиум __________ Подпись преподавателя________________

 

РАЗДЕЛ IV. КЕРАМИЧЕСКИЕ ИЗДЕЛИЯ

“__” ______ 20__г.

РАБОТА № 7.

Стеновая керамика

Задание. Ознакомиться со свойствами керамического кирпича и сравнить их со свойствами других стеновых керамических изделий.

Кирпич керамический (ГОСТ 530)

Внешний вид и размеры

 

Таблица 12. Соответствие керамического кирпича требованиям стандарта по размерам и показателям внешнего вида № п/п Допускаемые отклонения и дефекты Результаты измерений   Отклонение от размеров, мм: по длине ± 5 по ширине ± 4 по толщине ± 3     Непрямолинейность ребер и граней, мм, не более: по постели - 3 по ложку - 4     Отбитости углов глубиной 10... 15 мм (не более двух дефектов)     Отбитости и притупленности ребер глубиной бо­лее 5 мм, длиной до 15 мм (не более двух дефек­тов)     Трещины протяженностью по постели до 30 мм на всю толщину кирпича, не более: одной - на ложковых гранях одной - на тычковых гранях

 

Выводы: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

Сравнительная характеристика стеновых керамических изделий

Таблица 13. Характеристика изделий Изделие Размеры, см Объем, см^3 Масса, Г Средняя плотность, Тепло­ провод- ность, Вт/(м-°С) Водопо- глощение по массе, % Марки   по проч­ ности по мо- розо- стойко- сти   l b h г/см^3 кг/м^3   Кирпич керамический полнотелый пластиче­ского формования                         Кирпич керамический пустотелый                         Камень керамический                         Кирпич строительный легковесный                         Кирпич силикатный (для сравнения)                         Формулы: _______________________________________________

 

 

Группа по эффективности	Средняя плотность,кг/м^2	Влияние на теплотехниче- ские свойства стен
Кирпич	Камни
Обыкновенные	Свыше	Свыше	-
Условно­ эффективные	1401 - 1600	1451 - 1600	Улучшают
Эффективные	Не более 1400	Не более 1450	Улучшают, позволяют уменьшить толщину стен

 

Расчет толщины и массы 1 м² кирпичной кладки

 

Вид кладки	ρm кг/м^3	λ, Вт/(м∙°С)	δ, м	М, ' кг/м^2	Примечание
Из полнотелого ке­рамического кирпича		0,81
Из пустотелого ке­рамического кирпича с плотностью 1400 кг/м^3		0,64
То же 1200 кг/м^3		0,58
То же 1000 кг/м^3		0,52
11з силикатного кир­пича		0,87

Таблица 15. Сравнительная характеристика кладки на цементно-песчаном растворе из различных видов кирпича

Формулы: толщина кладки δ=λ∙R, масса кладки М = ρ_m ∙δ, где R - нормативное значение термического сопротивления стены, определяемое в соответствии со СНиП-II-З [в нашем случае R=________(м²∙°С)/Вт)].

	Зависимость толщины кладки из керамического кирпича от средней плотности δ, м

Выводы: __________________________________

___________________________________________

___________________________________________

___________________________________________

___________________________________________

___________________________________________

Ρm, кг/м^3

___________________________________________

 

 

«___» ___________ 20___ г.

РАБОТА № 8

Определение прочности керамического кирпича

Задание. Ознакомиться со стандартным и неразрушающим методами опреде­ления прочности.

Стандартная оценка прочности

Схема испытания

на изгиб на сжатие

 

 

Формулы: _______________________________________________________________

 

Таблица 16. Требования ГОСТ 530 к прочности кирпича Марка кирпича Предел прочности (среднее значение для 5 образцов), МПа (кгс/см^2), не менее при сжатии при изгибе   7,4 (75) 1,8(18)   9,8(100) 2,2 (22)   12,2(125) 2,4 (24)   14,7(150) 2,7 (28)   17,2(175) 3,0 (31)   19,6 (200) 3,3 (34)   24,5 (250) 3,9 (40)   29,4 (300) 4,3 (44)

 

Оценка прочности кирпича неразрушающим методом

Методика.

Приборы _________________________________________________________

Блок-схема Краткая техническая

ультразвукового прибора характеристика прибора

Диапазоны измерения:

временной 20...999,9 мкс, температурный -10°С...+40^оС,

влажностный ср < 80%. Смазка поверхности щупов: вазелин, тавот.

Таблица 17. Результаты испытаний № бри­ гады База про- звучива- ния l, м Время прохо­ждения им­пульса t, мкс Скорость ультразвука V, м/с Предел прочности Rсж, МПа Марка кирпича (прогноз)                                                         ' \

 

Формулы: ________________________________________________________________

Домашнее задание

Пользуясь учебником, перечислите и охарактеризуйте основные виды изделий строительной керамики.

1. Стеновые: ________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Облицовочные:: ___________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3. Кровельные:: ____________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Специального назначения:: _________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Заполнители для бетона:: ___________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

 

Подпись студента ____________

Оценка за коллоквиум ______________ Подпись преподавателя __________________

РАЗДЕЛ V. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА

“__ ” _________ 20__ г.

РАБОТА № 9

Стандартные испытания гипсового вяжущего вещества

Задание. Определить водопотребность и сроки схватывания вяжущего (по ГОСТ 23789).

Водопотребность гипса

Методика _______________________________________________________________

Приборы ________________________________________________________________

Время перемешивания 30 с.

Таблица 18. Результаты испытаний Показатели, размерность Данные опытов         Масса гипса, г         Относительное содержание воды В, % массы гипса         Масса воды, г         Диаметр расплыва теста D, мм

Схема испытания Зависимость диаметра расплыва гипсового

теста от содержания воды

D, мм

 

 

B, %

 

Вывод: водопотребность гипсового вяжущего, т.е. количество воды, необходи­мое для получения теста стандартной консистенции (при диаметре расплыва 180 ±5 мм), составляет ___ % массы вяжущего.

РАБОТА № 10

Песок

Масса пробы сухого песка 2._________ кг.

Вместимость сосуда _______________дм³.

Масса пустого сосуда____________ кг.

Добавка воды для изменения влажности песка на 5 % кг.

Таблица 30. Результаты испытаний Влажность песка W, % по массе Добавка воды, кг Масса сосуда с песком, кг Масса песка, кг Насыпная плот­ность песка рнп, кг/дм^3   -

 

Зависимость насыпной плотности от влажности песка

ρ_НП, кг/дм³

 

 

W, %

 

 

Вывод:

Расчет состава тяжелого бетона

Задание. Рассчитать состав бетона с требуемой прочностью при сжатии в возрасте 28 суток нормального твердения ________ МПа (марка М ___).

Исходные требования

Вид конструкции

Условия эксплуатации

Уплотнение бетона

Требуемая по условиям производства работ удобоукладываемость бетонной сме­си характеризуется осадкой конуса ______________________________ см.

Допускаемое В/Ц (с учетом агрессивности среды)

 

Наименьший размер сече­ния конструкции

bmin= ____ мм.

Расстояние в свету между стержнями рабочей арматуры а= __________мм.

Допускаемая наибольшая крупность заполнителя D, не более:

(2/3) а= __________ мм.

(1/5) bmin = _________ мм.

Принято D≤ мм.

 

Изготовление образцов

Размеры образцов, см:

Дата изготовления, метка, метка

Условия твердения:

Масса формы, кг: пустой; с бетонной смесью,

Фактическая средняя плотность бетонной смеси =кг/дм 3.

Коэффициент уплотнения К_упл= : ==.

Общая масса бетонной смеси (всех материалов) с учетом добавок воды и цемента кг.

Фактический объем замеса дм3

Уточненный расход материалов на 1000 дм3 (1 м3) бетона:

Цемента Ц= кг; V_ц=дм³

Воды В= кг; V_В=дм³

Песка П= кг; V_П=дм³

Крупного заполнителя К= кг; V_К= дм³

 

Состав бетона в относительных единицах:

 

По массе : : : =

 

По объему : : : =

РАБОТА № 2

Водопоглощение и прочность материалов

Задание. Определить водопоглощение материала и оценить его морозостой­кость. Определить прочность и оценить водостойкость материала. Рассчитать удельную прочность.

Определение водопоглощения и оценка морозостойкости

Методика _____________________________________________________________

Приборы ______________________________________________________________

Материал ______________________________________________________________

Масса сухого образца m_с=_________ г.

Таблица 4. Результаты испытаний Показатели, размерность Высота слоя воды в долях от высоты образца 1/4 1/2 3/4   Срок выдерживания t, мин         Масса образца mi, г         Приращение массы Атi = mi - mc, г         Водопоглощение по массе Wm, %         Водопоглощение по объему W0, %   -     Коэффициент насыщения пор Кн     -

 

Формулы: __________________________________________________________________

Взаимосвязь Кн и морозостойкости: ____________________________________________ ___________________________________________________________________________

Вывод: морозостоек ли материал по значению К_н? _______________________________ ___________________________________________________________________________

Определение предела прочности при сжатии и оценка водостойкости

Методика _________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________

Оборудование ________________________. Материал _______________________

Таблица 5. Результаты испытаний Показатели, Образец размерность сухой водонасыщенный Размеры, см: длина     ширина     высота     Площадь поперечного сечения F, см     Разрушающее усилие Рр, кН     Предел прочности при сжатии Ясж, кН/см^2[1]     То же, МПа     Коэффициент размягчения Кр