Харківська національна академія міського господарства м. П. Бурак, С. В. Шаповал Методичні вказівки

Назва	Харківська національна академія міського господарства м. П. Бурак, С. В. Шаповал Методичні вказівки
Сторінка	1/4
Дата	20.08.2012
Розмір	0.64 Mb.
Тип	Документи

Зміст

1 2 3 4

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКА НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ МІСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА

М.П.Бурак, С.В.Шаповал

Методичні вказівки

до виконання лабораторних робіт «Фізико-механічні властивості природних будівельних матеріалів і цегли» з курсу «Будівельне матеріалознавство»

(для підготовки бакалаврів напрямку 0601 – «Будівництво»)

Харків – ХНАМГ – 2008

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт «Фізико-механічні властивості природних будівельних матеріалів і цегли» з курсу «Будівельне матеріалознавство» (для підготовки бакалаврів напрямку 0601 – «Будівництво»). Укл. Бурак М.П., Шаповал С.В. – Харків: ХНАМГ, 2008 – 43 с.

Укладачі: к.т.н., проф. М.П.Бурак, к.т.н., доц. С.В.Шаповал

Рецензент: д.т.н., проф. О.В.Кондращенко

Рекомендовано кафедрою технології будівельного виробництва та будівельних матеріалів, протокол № 1 від 01.09.07 р.

ЗМІСТ

Стор.

Загальні зауваження…………………………………………………. 4

Лабораторна робота №1. Визначення фізико-механічних

властивостей матеріалів……………………. 5

Лабораторна робота №2. Природні кам’яні матеріали…………….. 20

Лабораторна робота №3. Керамічні матеріали і вироби…………… 27

Лабораторна робота №4. Лісові матеріали…………………………. 32

Список літератури……………………………………………………. 42

^ Загальні зауваження

Ці методичні вказівки складені згідно з освітньо-професійною програмою вищої освіти з напрямку "Будівництво" і призначені для студентів будівельних, економічних і екологічних спеціальностей.

Лабораторні роботи "Визначення фізико-механічних властивостей матеріалів", "Природні кам'яні матеріали", "Керамічні матеріали і вироби", "Лісові матеріали" дозволяють студентам закріпити теоретичні знання і практично ознайомитися з природними матеріалами, методами визначення їх властивостей.

Перед виконанням робіт студент повинен ознайомитися з методикою визначення фізико-технічних властивостей та якості будівельних матеріалів, вивчити теоретичний матеріал за лекціями і підручником, відповісти на контрольні запитання, оформити лабораторний журнал.

Отримані результати під час виконання роботи заносять у відповідні таблиці.

Кожну роботу захищають у встановленому порядку.

^ Лабораторна роботи №1

Визначення фізико-механічних властивостей матеріалів

Основні групи властивостей будівельних матеріалів:

фізичні (дійсна, середня, насипна щільність, пористість, питома
поверхня тощо);
відношення до дії води і морозу (водовбирання, вологість, водостійкість, водопроникність, вологовіддача, гігроскопічність, морозостійкість);
теплові (теплопровідність, теплоємкість, вогнестійкість, вогнетривкість);
механічні (міцність при стисканні, вигині, розтягненні, твердість, крихкість, стирання, пружність, пластичність, опір удару, зносостійкість, повзучість);
спеціальні (хімічна (корозійна) і біологічна стійкість, газопаропроникливість, довговічність, адгезія, акустичні властивості);
технологічні - характеризують придатність до механічної обробки (різання, свердлення, стругання, розпилювання).

Мета роботи - оволодіти методикою визначення основних фізико-механічних властивостей будівельних матеріалів і виробів.

^ 1. Фізичні властивості матеріалів

Щільністю ρ називається маса одиниці матеріалу. Щоб визначити щільність ρ (кг/м³; г/см³), треба знайти масу матеріалу т (кг; г) і його об'єм V (м³; см):

ρ = т/V. (1)

^ 1.1. Визначення дійсної щільності

Дійсною щільністю ρ називають щільність тієї речовини, з якої складається матеріал. Об'єм матеріалу визначають в абсолютно щільному стані (без пор і пустот V_а).

Дійсна щільність - фізична константа речовини.

Обладнання: технічні ваги, об'ємомір (колба Ле Шательє).

Рис. 1 – Прилад Ле Шательє

^ Методика визначення дійсної щільності

Матеріал треба отримати в абсолютно щільному стані. Для цього потрібно його тонко подрібнити, щоб кожна часточка не мала пор.

Прилад наповнюють водою або іншою рідиною, інертною до матеріалу, до нижньої позначки.

На технічних вагах відважують порошок матеріалу масою 70 г з похибкою не більше 0,01 г.

Порошок засипають у прилад невеликими порціями так, щоб рівень рідини піднявся до верхньої позначки. Таким чином визначають об'єм матеріалу, залишок порошку зважують.

Дійсну щільність матеріалу розраховують за формулою

ρ = ( т₁ - т₂) / V_a, (2)

де т₁ - наважка, г;

т₂ - маса залишку матеріалу, г;

V_а - об'єм порошку, який засипали у прилад, см³.

Результати експерименту записують у табл.1.

Таблиця 1.

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Наважка, г	m₁
2	Маса порошку, який залишився, г	m₂
3	Маса порошку, який висипали в об'ємомір, г	m= m₁ –m₂
4	Об'єм рідини, яку витіснив порошок, см³	V_a
5	Щільність матеріалу, г/см³	ρ = ( т₁ - т₂) / V_a

^ 1.2. Визначення середньої щільності зразків правильної форми

Середньою щільністю ρ_о матеріалу називають щільність, коли для розрахунку беруть його повний об'єм у природному стані V_пр, включаючи пори і пустоти.

Обладнання: ваги, гирі, лінійка.

Методика визначення середньої щільності

Метод визначення середньої щільності залежить від геометричної форми зразка матеріалу.

^ 1. Зразки матеріалу правильної герметичної форми
(куб, паралелепіпед, циліндр)

Зразок матеріалу зважують з похибкою не більше 0.1 г (при масі до 500 г) і не більше 1 г (при масі більше 500 г).

Об'єм зразка визначають, користуючись штангенциркулем або металічною лінійкою. Об'єм куба або паралелепіпеду розраховують за формулою V = аbс, де а, b, с - розміри граней.

Об'єм циліндра визначають за формулою

V = πd²H/4,

де π =3,14;

d , Н - відповідно діаметр і висота циліндра.

Результати досліду заносять у табл. 2.

Таблиця 2

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Геометричні розміри, см	a ×b×h
2	Маса зразка, г	m
3	Об'єм зразка, см³	V
5	Середня щільність матеріалу, г/см³	ρ_о = т / V

^ 2. Зразки неправильної форми

Середню щільність таких зразків визначають методом гідростатичного зважування або за допомогою об'ємоміра.

Метод гідростатичного зважування заснований на використанні закону Архімеда: на тіло, занурене в рідину, діє витискуюча сила, що направлена вгору і значення її таке, як вага витиснутої рідини.

Зразок зважують, визначаючи його масу т, потім його насичують водою.

М'якою вологою тканиною витирають зразок і зважують на гідростатичних вагах (рис. 2).

Рис. 2. Гідростатичні ваги.

Після визначення маси насиченого водою зразка т_нас (г) його занурюють у склянку 1 з водою і зважують зразок у воді т_вод (г).

Середню щільність матеріалу ρ_о (г/см²) розраховують за формулою

ρ₀ = [т/( т_нас - т_вод)] ρ _вод . (3)

Об'ємомір використовують при визначенні середньої щільності крупних
зразків (масою більше 500 г), Зразок зважують (т₁), парафінують і знову
зважують (т₂).

В об'ємомір (рис. 3) наливають воду до рівня зливної трубки 1. Під трубку ставлять попередньо зважену склянку (т₃). Зразок на нитці занурюють в об'ємомір. Склянку з водою зважують (т₄).

Рис. 3 – Об’ємомір

Маса води (г), витиснутої зразком (т₄ – т₃), дорівнює об'єму (см³) зразка з парафіном (V_о +n), тому що ρ_води = 1 г/см³.

Об'єм парафіну визначають за формулою

V_о = (т₂- т₁) / ρ_п,

де ρ_п - щільність парафіну, ρ_п= 0,98 г/см³.

Щільність матеріалу розраховують за формулою

ρ_о=т₁/ V_о = т₁/ [(т₄-т₃)/ ρ_води - (т₂-т₁) / ρ_п].

^ 1.3. Визначення насипної щільності сипких матеріалів

Насипна щільність ρ_нас – характеристика сипких матеріалів (цемент, пісок, щебінь), коли для розрахунків приймають увесь об'єм, включаючи пустоти між часточками.

^ Методика визначення насипної щільності матеріалів

Насипну щільність матеріалів визначають, вимірюючи їх об'єм мірним циліндричним посудом ємкістю від 1 до 50 л.

Дрібнозернисті матеріали насипають у мірний посуд ємкістю І л за допомогою стандартної воронки (рис. 4).

Рис. 4 – Стандартна воронка

1-корпус, 2-трубка, 3-засувка,

4- мірний циліндр

Під трубку встановлюють попередньо зважений циліндр. Циліндр заповнюють з надлишком, який зрізають лінійкою і зважують.

Об'єм циліндра V =1л =1000 см³ = 10^-3м³.

Насипну щільність знаходять за формулою

ρ_нас = ( т₂ – т₁) / V, (4)

де т₁ - маса циліндра, г,

т₂ - маса циліндра з матеріалом, г;

V - об'єм циліндра, см³.

Результати експерименту заносять у табл. 3.

Таблиця З

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Об'єм циліндра, см³	V
2	Маса циліндра без матеріалу, г	m₁
3	Маса циліндра з матеріалом, г	m₂
4	Маса матеріалу, г	m= m₂ –m₁
5	Середня насипна щільність матеріалу, г/см³	ρ_нас = ( т₂ – т₁) / V

^ 1.4. Визначення пористості

Пористість - ступінь заповнення об'єму матеріалу порами

П = [(ρ - ρ_о) / ρ ]100. (5)

Результати експерименту заносять у табл. 4.

Таблиця 4

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Дійсна щільність матеріалу, г/см³	ρ
2	Середня щільність матеріалу, г/см³	ρ_о
3	Пористість, %	П

^ 1.5. Визначення пустотності сипкого матеріалу

Пустотність - частина одиниці об'єму, що знаходиться між зернами сипкого матеріалу:

П = [(ρ – ρ_н) / ρ ]100. (6)

Результати експерименту заносять у табл. 5.

Таблиця 5

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Дійсна щільність матеріалу, г/см³	ρ
2	Середня щільність сипкого матеріалу, г/см³	ρ_о
3	Пустотність, %	П_с

^ 1.6. Визначення вологості й водопоглинання

Вологість - вміст вологи в матеріалі в конкретний момент; відноситься до одиниці маси матеріалу в сухому стані. Вологість визначають за формулою

W = [(m₁ – m₂) / m₂ ]100%, (7)

де m₁– маса матеріалу в природному стані, г,

т₂ - маса висушеного матеріалу, г.

Водопоглинання - здатність матеріалу поглинати воду і утримувати її у своїх порах. Водопоглинання характеризується максимальною кількістю води, віднесеною до маси сухого зразка (водопоглинання за масою W_m^п) або до його об'єму (об'ємне водопоглинання W_о^п). Водопоглинання W_m^п і W_v^п(%) визначають за формулами

W_m^п = [(m_нас – m_сух) / m₂ ]100%, (8)

W_v^п = [(m_нас – m_сух) / V·ρ_води] 100, (9)

де m_нас, m_сух– маса матеріалу у насиченому водою і в сухому стані, г;

ρ_води– густина води,г/см³;

V - об’єм матеріалу в сухому стані, см³.

Методика визначення вологості матеріалу

Зразок матеріалу зважують і висушують при температурі 105... 110°С до постійної ваги.

Розраховують вологість зразка з похибкою не більше 0,1%. Випробують два або три зразки, результат приймають як середнє арифметичне отриманих даних.

^ Методика визначення водопоглинання матеріалу

Випробування проводять на двох або трьох зразках.

Зразки висушують до постійної маси і записують масу сухого зразка. Потім їх занурюють у воду так, щоб над ними був шар води не менше 2 і не більше 10 см, і витримують деякий час, рекомендований стандартами. Після насичення зразки виймають з води, витирають вологою тканиною і зважують Водопоглинання за масою і об'ємом розраховують за формулами (8), (9).

Результати експериментів заносять у табл. 6.

Таблиця 6

№ п/п	Найменування показників, одиниця виміру	Позначення показника	Значення
	Матеріал
1	Об'єм зразка, см³	V
2	Маса сухого зразка, г	m₁
3	Маса зразка, насиченого водою, г	m₂
4	Вологість, %	W
5	Водопоглинання за масою, %	W_m^п
6	Водопоглинання за об'ємом, %	W_v^п

1 2 3 4

Схожі:

	Харківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки до виконаня контрольньної роботи Методичні вказівки до виконаня контрольньної роботи з дисципліни «Охорона праці» (для студентів заочної форми навчання напряму підготовки...		Харківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки Пожежна профілактика в будівництві” (для магістрів 5-го курсів денної форми навчання напряму підготовки 0921 060101) – «Будівництво»...
	Харківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...		Харківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки Охорона праці ” (для бакалаврів 4-го курсів заочної форми навчання напряму підготовки 060101 – «Будівництво» спеціалізації “Охорона...
	Харківська національна академія міського господарства с. Л. Дмитрієв методичні вказівки до проведення практичних занять Безпека на транспорті” (для студентів 2 курсу денної форми кваліфікаційного рівня бакалавр галузі знань 1702 “Цивільна безпека” напряму...		Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки Методичні вказівки до виконання контрольної роботи з дисципліни ”Особливості економіки підприємств міського господарства” (для студентів...
	Харківська національна академія міського господарства методичні вказівки		Харківська національна академія міського господарства о. О. Воронков, Т. Б. Воронкова Харківська національна академія міського господарства, вул. Революції, 12, Харків, 61002 Електронна адреса: rectorat@ksame kharkov...
	Харківська національна академія міського господарства писаревський Ілля Матвійович ...		Методичні вказівки Міністерство освіти І науки україни харківська національна академія міського господарства

Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи

База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації