Основные свойства строительных материалов

Основные свойства строительных материалов

Министерство общего и профессионального образования Российской Федерации

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

Кафедра «Строительные материалы»

ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания к выполнению лабораторных работ

по курсу «Материаловедение», «Дорожно-строительные материалы»

для всех специальностей

Тюмень 2004

Содержание

Общие положения

Структура лабораторной работы

Лабораторная работа №1. Определение средней плотности материала на образцах правильной геометрической формы

Лабораторная работа №2. Определение средней плотности материала на образцах неправильной геометрической формы

Лабораторная работа №3. Определение истинной плотности материала

Лабораторная работа №4. Определение насыпной плотности песка и щебня

Лабораторная работа №5. Определение пустотности сыпучих материалов

Лабораторная работа №6. Определение водопоглощения материалов

Лабораторная работа №7. Определение пористости материалов

Лабораторная работа №8. Определение влажности материалов

Лабораторная работа №9. Определение прочности при сжатии и коэффициента конструктивного качества материалов

Лабораторная работа №10. Определение коэффициента размягчения

Лабораторная работа №11. Определение предела прочности при изгибе

Лабораторная работа №12. Определение морозостойкости строительных материалов

Приложение 1

Литература

1. Общие положения

К выполнению лабораторной работы допускаются студенты, изучившие содержание работы по соответствующим методическим указаниям и представившие конспект отчета по работе с необходимыми лабораторными журналами. Конспект отчета составляется в соответствии со структурой лабораторной работы.

Структура лабораторной работы.

I. Наименование темы лабораторной работы.

II. Цель лабораторной работы.

III. Теоретическая часть.

IV. Материалы и оборудование, реактивы.

V. Методика выполнения работы.

VI. Лабораторный журнал.

VII. Расчетная часть.

VIII. Заключение.

Лабораторная работа №1 Определение средней плотности материала на образцах правильной геометрической формы

Цель работы: определение средней плотности материалов различного происхождения и структуры.

 I. Теоретическая часть.

Плотность – это масса единицы объема материала.

Средняя плотность – это масса единицы объема в естественном состоянии (с порами и пустотами):

, [г/см3; кг/м3]

где  - масса материала в естественном состоянии, г (кг);

  - средняя плотность, г/см3 (кг/м3).

Относительная плотность – безразмерная величина, равная отношению средней плотности материала к плотности воды при 4 0С, равной 1 г/см3 (1000 кг/м3):

,

где  - относительная плотность;

 - средняя плотность, г/см3 (кг/м3);

 - плотность воды при 4 0С, 1 г/см3 (1000 кг/м3).

Относительная плотность учитывается в некоторых эмпирических формулах.

II. Материалы и оборудование:

- образцы материалов (перечислить);

- весы технические с разновесами; весы торговые;

- штангенциркуль;

- линейка;

- сушильный шкаф.

III. Методика выполнения работы:

- высушить образец до постоянной массы;

- взвесить образец - , г, (с точностью до 0,1 г при массе до 500 г, до 1 г при массе более 500 г);

- измерить образец по основным размерам (не менее чем в 3-х точках каждого сечения) с точностью до 0,01 см;

- рассчитать объем образца, см3;

- вычислить плотность образца, г/см3 и кг/м3;

- записать результаты в лабораторный журнал.

IV. Лабораторный журнал:

V. Расчетная часть:

Объем куба: , см3.

Объем призмы: , см3.

Объем цилиндра: , см3.

Средняя плотность: , г/см3.

VI. Заключение:

Полученный результат (не) лежит в пределах реальных значений

Лабораторная работа №2 Определение средней плотности материала на образцах неправильной геометрической формы

Среднюю плотность материала можно определить с помощью объемомера или методом гидростатического взвешивания.

Цель работы: определение средней плотности материала методом гидростатического взвешивания.

Теоретическая часть.

Объем образца неправильной геометрической формы определяют методом гидростатического взвешивания, который основан на действии закона Архимеда. В соответствии с этим законом на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости в объеме, занимаемом телом. Поэтому, объем образца определяют по объему вытесненной им жидкости.

I вариант. Для образцов, обладающих открытой пористостью.

I. Материалы и оборудование:

- образцы материала (наименование);

- весы технические с разновесами;

- приспособление для гидростатического взвешивания;

- песчаная баня;

- расплавленный парафин плотностью  г/см3.

II. Методика выполнения работы:

- взвесить образец - , г;

- с помощью кисточки покрыть образец парафином для сохранения в его объеме открытых пор;

- взвесить покрытый парафином образец, предварительно охладив его до комнатной температуры - , г;

- провести гидростатическое взвешивание покрытого парафином образца - , г (рис. 1).

Рис.1. Весы для гидростатического взвешивания.

1- П-образная подставка; 2- образец материала; 3 – стакан с водой.

Взвешивание провести с точностью до 0,01 г.

- рассчитать по формуле среднюю плотность образца.

Опыт повторить трижды.

III. Лабораторный журнал:

IV.Расчетная часть:

Конечный результат подсчитать как среднее арифметическое из трех определений.

II вариант. Для образцов плотной структуры.

I. Материалы и оборудование:

- образцы материала (наименование);

- весы технические с разновесами;

- приспособление для гидростатического взвешивания;

- песчаная баня;

- сосуд с водой.

II. Методика выполнения работы:

- взвесить образец - , г;

- поместить образец в сосуд с водой, выдержать в течение 2 ч до полного насыщения открытых пор и микротрещин водой. Уровень воды в сосуде должен быть на 20 мм выше поверхности материала;

- извлечь образец из воды, протереть мягкой влажной тканью;

- взвесить насыщенный водой образец на воздухе - , г;

- провести гидростатическое взвешивание образца - , г.

Взвешивание провести с точностью до 0,01 г.

- рассчитать среднюю плотность.

Опыт повторить трижды.

III. Лабораторный журнал:

IV. Расчетная часть:

Конечный результат подсчитать как среднее арифметическое из трех определений.

Лабораторная работа №3 Определение истинной плотности материала

Цель работы: определение истинной плотности керамического кирпича пикнометрическим методом. Оценка правильности полученного результата.

I . Теоретическая часть.

Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (без пор и пустот).

,

где  - истинная плотность, г/см3;

  - масса материала в абсолютно плотном состоянии, г.

 - объем материала в абсолютно плотном состоянии, см3;

 - объем материала в естественном состоянии, см3;

 - объем пор, заключенных в материале, см3.

II. Материалы и оборудование:

- тонкомолотый порошок керамического кирпича, высушенный до постоянной массы (30-40 г);

- дистиллированная вода;

- пикнометр – калиброванная мерная колба (рис.2);

Рис.2

- весы технические с разновесами;

- пипетка;

- песчаная баня;

- стеклянная воронка;

- фильтровальная бумага;

- сухая салфетка.

III. Методика выполнения работы:

- взвесить пустой пикнометр - , г;

- взвесить пикнометр с материалом (15-20 г) - , г;

- долить в пикнометр воды на ¼ широкой части колбы и прокипятить содержимое 7-10 мин для удаления вовлеченного воздуха на песчаной бане, поворачивая пикнометр вокруг оси в наклонном положении при легком постукивании о колбу пальцем;

- охладив пикнометр, долить в него дистиллированную воду до метки;

- взвесить пикнометр с водой и материалом - , г;

- освободить пикнометр от содержимого и тщательно промыть водой;

- залить пикнометр дистиллированной водой до метки и взвесить - ,

Перед взвешиванием пикнометр снаружи досуха протереть салфеткой.

- рассчитать истинную плотность.

Взвешивание производить с точностью до 0,01 г. Опыт повторить трижды.

Примечание: работа должна выполняться с особой тщательностью, так как ошибка во взвешивании даже в 0,01 г влечет за собой получение неверного результата.

IV. Лабораторный журнал:

Истинную плотность вычисляют как среднее арифметическое 3-х определений.

V. Заключение: Полученный результат (не) лежит в пределах реальных значений.

Лабораторная работа № 4 Определение насыпной плотности песка и щебня

Цель работы: определение насыпной плотности кварцевого песка и щебня в свободно насыпанном состоянии. Оценка правильности полученных результатов.

I.                  Теоретическая часть.

Насыпная плотность – масса единицы объема материала в свободно насыпанном состоянии (в насыпной объем включены межзерновые пустоты):

,

где  - масса материала в насыпном состоянии, г;

 - насыпная плотность, г/см3;

 - насыпной объем, см3.

Насыпную плотность определяют как в рыхлонасыпном состоянии, так и в уплотненном. В первом случае материал засыпается в сосуд с определенной высоты, во втором – уплотняется на виброплощадке (30-60 сек).

II. Материалы и оборудование:

- высушенные кварцевый песок, щебень;

- торговые весы;

- прибор «Стандартная воронка»;

- линейка;

- мерный сосуд объемом 1 и 5 л.

III. Методика выполнения работы (для определения насыпной плотности песка):

- взвесить мерный сосуд - , г;

- в «Стандартную воронку», установленную на поддон, засыпать песок при закрытом затворе;

- одним приемом, открыв затвор, заполнить песком мерный сосуд до образования конуса над его краями;

- удалить избыток песка, проводя линейкой по верхней части образующей сосуда;

- взвесить мерный сосуд, заполненный песком, - , г;

- рассчитать насыпную плотность песка.

Взвешивание произвести с точностью до 1 г. Опыт повторить трижды.

IV. Лабораторный журнал.

Страницы: 1, 2, 3