Лабораторна робота №1
Визначення фізичних властивостей матеріалів
Мета роботи
Вивчити фізичні властивості матеріалів і навчитися визначати їх лабораторними методами.
Практичне значення роботи
Фізичні властивості характеризують будову матеріалу або його відносинам фізичним процесам довкілля.
Справжня щільність матеріалу має другорядне значення і використовується в розрахунках складів бетонів і розчинів, а також пористості матеріалів.
Середня щільність дозволяє розрахувати вагу конструкції, потреба в транспортних засобах.
Пористість зумовлює водопоглинання. міцність, морозостійкість і т.д.
Водопоглинання характеризує відкриту пористість.
Вологість використовується при розрахунках складів бетонів і розчинів.
Морозостійкість зумовлює довговічність матеріалів.
прилади та обладнання
технічні ваги, порцеляновий ступка, пікнометр, сушильну шафу, сито № 0,2.
визначення істинної щільності
дійсна густина - це відношення маси матеріалу до його об'єму в абсолютно щільному стані, тобто без пір і пустот ρ, кг м3, гсм3
Де m - маса матеріалу, m = 10г.
Va- обсяг в абсолютно щільному стані.
Сіємо через сито № 0,2, сушимо до постійної маси, взяли 10 грам, заливаємо воду в пікнометр і зважуємо, виливаємо воду, засипаємо 10г. заливаємо водою до риски, зважуємо.
Де m1- маса порошку
m2- маса пікнометра з водою
m3- маса пікнометра з водою і порошком
ρв- пломность води, [ρв = 1гсм3]
1.4.2 Визначення середньої щільності
Середня щільність - це відношення маси матеріалу до його об'етов в природному сотоянии, тобто з порами і пустотами.
1.4.2.1 Визначення ρс для зразка правильної геометричної форми.
1.4.2.2 Визначення ρс для зразка неправильної геометричної форми.
Метод гідростатичного зважування
Де m- маса зразка
m1- маса зразка покритого парофіном
m2- маса зразка покритого парофіном в воді
ρп- щільність парофіна, ρ = 0,93 г / см3
1.4.3 Визначення пористості
Пористість - є ступінь заповнення обсягу матеріалу порами.
1.4.4 Визначення водопоглинання
Водопоглинання - це властивість матеріалу поглинати і утримувати воду при безпосередньому дотику з нею.
Де m2- маса зразка насиченого водою
m1- маса сухого зразка.
Температура води дорівнює 20® через 48 годин зважуємо, знаходимо водопоглинання.
1.4.5 Визначення вологості
Вологість - це кількість води, що міститься в матеріалі, в даний момент часу (Вл,%)
Де m2 - маса зразка з природною вологістю.
m1 - маса сухого зразка.
1.4.6 Визначення морозостійкості
Морозостійкість - це властивість матеріалу насиченого водою, витримуємо багаторазове заморожування і відтавання без видимих ознак руйнування.
Марка по морозостійкості оцінюється F25 - число циклів.
Заморожуємо при t ° = -15 °, -20 ° 4 години, а відтає при t ° = 15 °, 20 ° 2 години.
результати
Лабораторна робота №2
Визначення механічних властивостей матеріалу
Вивчити механічні властивості і навчитися визначати їх лабораторними методами.
2.2 Практичне значення роботи
Міцністю називають властивість матеріалу чинити опір руйнуванню під дією внутрішніх напружень, що виникають від зовнішніх навантажень.
Міцність оцінюється межею міцності (тимчасовим опором R)
R - величина умовна, вона залежить від форми, розмірів зразка і схеми прикладання навантаження.
2.3 Прилади та обладнання
Прес, копрова установка, коло стирання.
2.4 Методика випробувань
2.4.1 Визначення межі міцності при стисненні
Де P-руйнівне навантаження, кгс
S - площа поперечного перерізу, см2
- перехідний коефіцієнт від кгс / см2 в МПа
Рис.1 Схема випробування зразка на стиск.
2.4.2 Визначення межі міцності при вигині
Де P- руйнівне навантаження, кгс
l- відстань між опорами, см
Рис.2 Схема випробування на вигин
2.4.3 Визначення межі міцності на розрив
Рис.3 Схема випробування на розтягнення
2.4.4 Визначення ударостойкости
Характеристикою цієї властивості є робота, витрачена на руйнування стандартного зразка, віднесена до одиниці його обсягу. (У, Дж / см3)
Де m- маса гирі, m = 2 кг.
V-об'єм зразка, см3
n- номер удару, чисельно рівний висоті падіння гирі, см
- перехідний коефіцієнт від кг см в Дж
2.4.5 Визначення істераемості
Істераемость - це властивості матеріалу змінюватися в масі при дії на нього істерающіх зусиль.
Де m1- маса до ознак стерання, гр.
m - маса після ознак стерання, гр.
S-площа поперечного перерізу, см2
Лабораторна робота №3
Випробування керамічної цегли
Вивчити властивість керамічної цегли та навчитися визначати їх лабораторними методами.
3.2 Практичне значення роботи
Керамічні називають штучні кам'яні матеріали одержувані шляхом формування, сушіння і наступного випалу.
Для оцінки якості керамічного матеріалу перевіряють наступні основні їх властивості: зовнішній вигляд, форму, розміри, межа міцності при стисненні і вигині, водопоглинання, морозостійкість.
3.3 Прилади та обладнання
Лінійка, ваги, прес.
3.4 Методика випробування
3.4.1 Оцінка цегли за зовнішнім виглядом і обміру.
За зовнішнім оглядом встановлюємо наявність недожога і перепалу, для чого відібрані зразки порівнюємо з еталоном.
Еталон - червоний колір, дзвінкий звук.
Недожог - більш світлий колір, ніж у еталону і глухий звук.
Перевитрата - темніший колір, ніж у еталону, плавлення спучування.
Цегла повнотіла: 250x120x65
Цегла пустотіла: 250x120x88
Допустиме відхилення: по довжині ± 4 мм, по ширині і висоті ± 3 мм.
Дефекти зовнішнього вигляду:
Відбиті кутів більше 15мм, 2шт
Відбиті кутів то 3 до 15мм, 4 шт
Відбиті ребер глибиною більше 3 мм і довжиною понад 15мм, 2шт
Відбиті ребер завглибшки не більше 3 мм і довжина від 3 до 15мм, 4 шт
Відхилення від перпендикулярності суміжних граней допускається не більше 3 мм
Відхилення від площини суміжних граней допускається не більше 3 мм
Не допускається наскрізна тріщина на всю товщину цегли і протяжністю до половини і більше ширини цегли
3.4.2 Визначення водопоглинання цегли
Сушимо в сушильній шафі при температурі 110 ± 5® до постійної маси. Потім зважуємо. Потім насичуємо в воді при t®20® - 48 годин, потім зважуємо зразок.
Водопоглинання для цегли повинно бути не менше 6%.
3.4.3 Визначення марки цегли по міцності P
Рис.1 Схема випробування цегли на вигин
3.4.4 Визначення морозостійкості за втратою маси
Беремо 5 зразків, висушуємо, зважуємо, потім насичуємо водою, потім заморожуємо, потім відтає.
Після певної кількості циклів цеглини висушуємо і зважуємо.
Де m1 - середнє арифметичне 5 зразків до випробування
m - після поперечного заморожування і відтавання.
Втрата маси не більше 2%.
Визначення морозостійкості за втратою міцності.
І контрольні та основні насичуємо, 10 контрольних поміщаємо в ванну з гідравлічним затвором.
10 основних заморожуємо і відтає задану кількість циклів.
Після цього відчуваємо контрольні та основні зразки на стиск.
Де Rк- середнє арифметичне стиснення контрольних зразків
R- середнє арифметичне межі міцності при стисненні основних зразків.
Втрата міцності не більше 15%
Лабораторна робота №4
Вивчити властивості гіпсу і навчитися визначати їх лабораторними методами.
4.2 Практичне значення роботи
Гіпс - повітряно-скорозшивач, що складається з ангідриду і напівводного гіпсу.
4.3 Прилади та обладнання
Прилад Віка, прилад Сутарда, сито №0.2, прес, ваги, сушильна шафа.
4.4 Методика випробувань
4.4.1 Визначення тонкості помелу
Проба сушиться в сушильній шафі при температурі 50®-55® в сушильній шафі при протязі 17 годин.
Відважується 50 грам і просіваємо через сито №0.2. Залишок на ситі зважуємо.
Де m- маса залишку на ситі
50 - первісна маса
Тонкість помелу підрозділяється на 3 групи:
Гіпс грубого помелу (залишок на ситі не більше 30%)
Група середнього помелу (залишок на ситі не більше 15%)
Група тонкого помелу (залишок на ситі не більше 2%)
4.4.2 Визначення нормальної густоти
Діаметр скла дорівнює 240мм.
Скло встановлюємо на рівну поверхню. Прилад перед випробуванням протерти ганчіркою. Ставимо в центр скла. Готуємо тісто. Беремо сферичну чашку і наливаємо в неї воду (150-220мл). Зважуємо 300г гіпсу. Гіпс всипаємо в воду і в перебігу 30 секунд перемішуємо. Потім гіпсове тісто вливаємо в прилад за 15 секунд і вертикально вгору прибираємо прилад. Вимірюємо діаметр коржі. Вимірюємо 2 рази у взаємно перпендикулярних напрямках. Знаходимо середнє арифметичне двох вимірювань. Нормальна густота характеризується діаметром расплитія коржі, який повинен дорівнювати 180 ± 5 мм.
4.4.3 Визначення термінів схоплювання.
Проводиться за допомогою приладу Віка. Він складається з станини, затискного гвинта, голка (довжина 50 мм), шкала і стрілки, скло, платівка і кільце (протираємо машинним маслом). готуємо
гіпсове тісто: 300г гіпсу висипаємо в воду, відповідне нормальної густоті. Перемішуємо вливаємо в кільце, 5-6 раз постукаємо об стіл. Вона повинна стикатися з гіпсовим місцем. Початок схоплювання - час з моменту зсипання гіпсу в воду і до того моменту, коли голка НЕ буде доходити до дна пластинки 0,5 см. За кінець схоплювання приймаємо час з моменту, коли голка не опускатиметься глибше, ніж на 1 мм.
групи терміну схоплювання:
А) Швидко схоплюється гіпс (початок схоплювання не раніше 2 хвилин, кінець не пізніше 15 хвилин)
Б) Нормально схоплюється гіпс (початок схоплювання не раніше 15 хвилин, кінець не пізніше 30 хвилин)
В) Повільно схоплюється гіпс (початок схоплювання не раніше 30 хвилин, кінець не нормується)
4.4.4 Визначення марки гіпсу по міцності
Потрібно виготовити 3 балки 40x40x160
Кількість гіпсу береться від 1 кг до 1,6 кг. Кількість води, яка відповідає нормальній густоті. Перемішуємо 60 секунд. Заливаємо в металеву форму з трьох гнізд (змащуємо машинним маслом). Після цього постукати 5-6 разів. Надлишки прибрати лінійкою. Після настання кінця схоплювання (через 27-28 діб) перевірити придатність до випробування.
Визначити межу міцності при вигині.
Результат - середнє арифметичне двох найбільших вимірів
Визначити межа міцності при стисненні.
Результат - середнє арифметичне без наиб. і найменувань.
Де S - площа пластинки, 25 см2
За результат: з 6-и арифметичних 4-х значень без наиб. і найменувань. І визначаємо марку по міцності.
Лабораторна робота №5
Вивчити властивості цементу і навчитися визначати їх лабораторними методами.
5.2 Практичне значення роботи
Портландцемент - це гідравлічна в'язка речовина, продукти тонкого помелу клінкеру з додаванням гіпсу (3-5%).
Клінкер - зернистий матеріал, отриманий шляхом випалу до спікання (при t® = 1450®C) сировинної суміші певного складу.
5.3 Прилади та обладнання
Сито №008, сушильну шафу, прилад Віка, ваги, струшуючий столик, ванна з гідравлічним затвором, бачок для кип'ятіння, вібромайданчик, прес, мідний циліндр.
5.4 Визначення тонкості помелу
Проба сушиться в сушильній шафі при температурі 110 ± 5 ° на протязі 2 годин. Береться 50г проходять крізь сито, далі за формулою:
Де m - маса залишку
Залишок на ситі повинен бути не більше 15%.
5.4.2 Визначення насипної щільності
Воронка у вигляді усіченого конуса на підставках і з засувкою. Обсяг мірного циліндра 1 літр. Зважуємо його спочатку порожній, ставимо під воронку, насипаємо цемент з надлишком, який зрізається лінійкою врівень з краями, зважуємо циліндр з цементом.
ρнас. цем = m2-m1V. (2)
Де m2 - маса мірного циліндра з цементом
m1 - маса порожнього циліндра
V- обсяг циліндра.
5.4.3 Визначення нормальної густоти
Цементне тісто = цемент вода.
Цементний камінь = Цемент вода, після затвердіння.
Цементний розчин = цемент вода пісок.
Готуємо цементне тісто 400г цементу, 110-112 мм води по (ГОСТу). В сферичні чашки засипаємо цемент, робимо посередині лунку, вливаємо туди воду і досипати одночасно; 30 секунд просочується, перемішуємо (не більше 5 хв); кільце і скло змочується, туди вкладається цементне тісто, постукати 5-6 разів, встановимо на прилад голку в положенні торкання з цементним тестом, через 30 сек фіксуємо положення маточки. Якщо він не доходить до дна пластинки на 5-7 мм. Межа води буде додаватися або зменшуватися до тих пір, поки не буде нормальної густоти.
За ГОСТу Н.Г. = 24-28%.
5.4.4 Визначення термінів схоплювання
Прилад Віка. Замість пластинки голка. Готуємо цементне тісто нормальної густоти. Робимо ямочки. Укладаємо в кільце цементне тісто. Голка опускається через 5 хв. Витираємо голку, місце навантаження міняємо. І так до початку схоплювання. За початок схоплювання береться час з моменту замішування цементу водою, до того моменту, коли голки не буде доходити до дна пластинки на 2-4мм. Потім опускаємо голку через кожні 10 хв. До тих пір, поки не настане кінець схоплювання (час з моменту, коли голка опускається на 1-2мм).
5.4.5 Визначення рівномірності зменшення обсягу цементного тесту.
Приготуємо коржі з тіста нормальної густоти (4 навішування по 75г, постукати об край столу, діаметр коржі 7-8см, товщина
Ножем, (який мочили у воді) загладжуємо поверхню коржі на добу в ванну з гідравлічним затвором, після знімаємо їх з платівки і в бочок для кип'ятіння (кип'ятити 3 год). Після охолодження оглядаємо їх на наявність радіальних тріщин і викривлень.
Якісний цемент Неякісний цемент
Усадкові тріщини Сітка дрібних тріщин Радіальні тріщини
Усадкові тріщини допускаються в тому випадку якщо через добу коржі постукати один про одного і звук дзвінкий, отже, цемент якісний.
5.4.6 Визначення марки цементу
3 балки співвідношенням 1 до 3 (1 частина цементу, 3 частини піску) тобто 500г цементу, 1,5 кг піску, вода - 200мл відношення = 0,4. Перемішуємо пісок з цементом, робимо поглиблення, заливаємо воду, перевіряємо частоту цементного розчину, струшуємо 30 разів протягом 30 секунд. визначаємо
діаметр розпливу. якщо 100-115см- нормальна густота, це означає готувати балки (на вібро. Майданчику, балки на добу в ванну, після розформування і в воду на 27 діб). Зазнавши на стиск, отримуємо 6 результатів і пор. арифм. вибираємо 4 наиб. але часто можна випробувати через 27, 28 діб, це означає визначити марку цементу.