Лабораторная работа 1 Определение основных физикомеханических свойств строительных материалов

Работа добавлена на сайт samzan.net:

1 Лабораторная работа №1

Определение основных физико-механических свойств строительных материалов

1.   Определение физических свойств

1.1.1 Определение истинной плотности

Инертная жидкость   Температура жидкости  0С

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, рж_       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/м3	Средняя плотность, кг/м3
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

1.  Определение средней плотности материалов

Расчетная формула

      (1.2)

1.1.2.1 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, см3 Средняя плотность, ρ, г/см3                            , кг/м3

1.1.2.2 Определение средней плотности материала на образцах

неправильной геометрической формы

Масса сухого образца, m_______________________________г

Масса образца, покрытого парафином, m1    г

Объем образца с парафином, V1     см3

Объем парафина, Vп,       см3

         (1.3)

   

где =0,93 г/см3

Средняя плотность образца, неправильной геометрической формы:

         (1.4)

   

1.  Определение пористости

   %     (1.5)

   П=

1.1.4 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/м3

1.1.5 Определение пустотности

Расчетная формула:

     %  (1.6)

     

1.1.6 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)

    

1.1.7 Определение водопоглощения и оценка морозостойкости

материала

Материал           

Таблица 1.5 - Результаты испытаний

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Масса сухого образца, m2	г
Масса образца, выдержанного в воде, m1	г
Время выдержки	ч
Средняя плотность,	г/см3
Водопоглощение по массе, Wm	%
Водопоглощение по объему, WV	%
Коэффициент насыщения пор, Кн

Расчетные формулы:

   

         (1.9)

    

   Wm=

        (1.10)

   

   Кн=WV/П       (1.11)

   Кн=

Вывод: По значению Кн материал ______морозостоек.

1.  
   Определение механических свойств

1.2.1 Определение предела прочности при изгибе и сжатии

Материал           

Таблица 1.6- Результаты испытаний

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Предел прочности при изгибе, Rизг	кгс/см2
Площадь образца, F	см2
Разрушающая нагрузка при сжатии, Р	кН* кгс
Предел прочности при сжатии,Rсж	кгс/см2

Формула для расчета:

          (1.12)

    

 1.2.2 Сопротивление удару

 Материал_____________________________________

Таблица 1.7- Результаты испытаний

Показатели	Единицы измерения	Результаты опыта
Размеры: длина                ширина                высота	см см см
Объем образца, V	см3
Масса груза, m	кг
Высота падения груза, вызывающего появление первой трещины на образце, h	см
Сопротивление удару, Rу                                      Rу·10-2	Н·см/см3 Дж/см3

Расчетная формула:

      (1.13)

  

Оценка    Подпись преподавателя   

           

* 1 кН/см2=10МПа~100 кгс/см2

2 Лабораторная работа №2

Испытание керамического кирпича

2.1 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 2 2 1 1

2.2 Определение водопоглощения кирпича

Расчетная формула:

%     (2.1)

Wm =

Таблица 2.2 – Результаты определения водопоглощения кирпича

№ п/п	Масса сухого кирпича, m, г	Масса насыщенного водой кирпича, m1, г	Водопоглощение, Wm, %

2.3 Определение предела прочности кирпича при изгибе

Таблица 2.3 – Результаты  испытаний

№ кирпича	Ширина кирпича,b,см	Толщина кирпича,h,см	Разрушающая нагрузка,Р, кгс	Предел прочности при изгибе,Rизг,кгс/см2

Расчетная формула:

    (2.2)

Rизг=

2.4 Определение предела прочности при сжатии кирпича

Таблица 2.4 – Результаты испытаний

№ кирпича	Размеры образца по плоскости склейки, см	Площадь образца F= a·b, см2	Предел прочности при сжатии, Rсж, кгс/см2
	a	b

Расчетная формула:

    (2.3)

Вывод: По значениям соответствующих показателей Rсж и Rизг марка  кирпича ________, по водопоглощению ____ соответствует, по внешним признакам ____ удовлетворяет значениям ГОСТ 530-95.

Оценка     Подпись преподавателя   

5 Лабораторная работа №5

Испытание портландцемента

5.1 Определение тонкости помола цемента по остатку на сите

Таблица 5.1 - Результаты испытаний

Навеска цемента, m, г	Остаток на сите №008, m008 ,г	Тонкость помола, % (m008/m)100
50

5.2 Определение тонкости помола цемента по удельной поверхности

         (5.1)

    

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,см2/г

5.3 Определение нормальной густоты цементного теста

Таблица 5.3 - Результаты испытаний

№ опыта	Навеска цемента, г	Количество воды, г	Пестик не доходит до пластинки, мм	Нормальная густота цементного теста, %
	400

5.4 Определение сроков схватывания цемента

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

5.5 Определение консистенции цементного раствора

Стандартная консистенция раствора, соответствующая расплыву конуса в пределах 106…115 мм, достигается при В/Ц=_________ и составляет _______мм.

5.6 Определение предела прочности цемента при изгибе

Таблица 5.5 – Результаты испытаний

№ образ- ца	Дата	Предел прочности при изгибе, кгс/см2	Среднее значение предела прочнос- ти при изгибе че-рез 28 сут,кгс/см2
	изготовле- ния балочек	испытания балочек
			балочки	среднее

5.7 Определение предела прочности цемента при сжатии

Таблица 5.6 – Результаты испытаний

№ образ- ца	Результаты испытаний	Средняя величина предела прочности при сжатии, кгс/см2	Средняя величина предела прочности при сжатии через 28 сут, кгс/см2
	разрушающее усилие Р, кгс	предел прочности при сжатии,кгс/см2

Вывод: на основании результатов испытаний проведенных в заданиях 5.6 и 5.7 марка или активность цемента _____соответствуют требованиям ГОСТ 10178-85.

В зависимости от тонкости помола цемента по остатку на сите №008 исследуемый цемент ______удовлетворяет требованиям ГОСТ 10178-85.

Исследуемый цемент имеет удельную поверхность____________см2/г.

Водопотребность цемента, т.е. количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты, составляет _________% массы цемента.

По срокам схватывания исследуемый цемент _____удовлетворяет требованиям ГОСТ 10178-85.

Оценка    Подпись преподавателя   

6 Лабораторная работа № 6

Испытание заполнителей для тяжелого бетона

6.1 Определение зернового состава и модуля крупности песка

Таблица 6.1 - Определение содержания в песке фракций гравия - зерен крупностью 5-10 мм  (Гр 5) и выше 10 мм (Гр 10) в процентах по массе

Параметры	Результаты	Примечания
m5, остаток на сите с отверстиями 5 мм, г
m10, остаток на сите с отверстиями 10мм, г
m0- масса исходной пробы, г
Гр 5= (m5/m0)100%
Гр 10= (m10/m0)100%

Для оценки зернового состава песка от массы материала прошедшего через сито с отверстиями 5 мм отбирают навеску массой 1 кг и просеивают через набор сит с отверстиями 0,16; 0,35; 0,63; 1,25; 2,5мм записывают в форме таблицы 6.1 и изображают графически в виде кривой просеивания (см. рисунок 6.1), при этом кривая должна укладываться в область установленную ГОСТ 26633-91

(см. рисунок 6.2 и таблицу 6.2)

Таблица 6.2-Зерновой состав песка

Остатки на ситах	Размеры отверстий сит, мм	Прошло через сито с сеткой, 0,16
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Частные, г
Частные, %
Полные, % Ai=a2,5+a1,25+a0,63+...+ai

Где- mi масса остатка на данном сите, г;

m – масса просеиваемой навески, г.

а2,5, а1,25, а0,63...аi- частные остатки на соответствующих ситах стандартного набора.

Определение модуля крупности песка Мк производят на основании данных просеивания по формуле:

Мк=(А2,5+А1,25+А0,63+А0,315+А0,16)/100    (6.1)

где А2,5, А1,25, А0,63, А0,315, А0,16- полные остатки на ситах с отверстиями песка 2,5...0,16мм,%.

 Мк=

1-нижняя граница крупности песка (модуль крупности 1,5)

2-нижняя граница крупности песка (модуль крупности 2,0) для бетонов класса   В 15 и выше;

3-нижняя граница крупности песка(модуль крупности 2,5) для бетонов класса   В 25 и выше;

4-верхняя граница крупности песка (модуль крупности 3,25).

Рисунок 6.2-Требования ГОСТ 26633-91 к зерновому составу песка

Таблица 6.3-Требования ГОСТ 26633-91 к зерновому составу песка

Параметр	Размеры отверстий контрольных сит, мм	Модуль крупности Мк
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	менее0,16
Полные остатки на ситах, % для бетонов тяжелых и мелкозернистых	0-20	5-45	20-70	35-90	90-100	0-10	1,5-3,25

6.1.2 Определение зернового состава щебня

Для испытания используют в качестве аналитической пробы лабораторную пробу не менее,  указанной в таблице 6.3.

Таблица 6.4 - Масса лабораторной пробы в зависимости от наибольшего номинального размера зерен D, мм

Наибольший номинальный размер зерен D, мм	10	20	40	свыше 40
Масса пробы, кг	5.0	10.0	20.0	40.0

Таблица 6.5 - Зерновой состав щебня

Остатки на ситах	Размеры отверстий сит,  мм
Частные, г	70	40	20	10	5	2,5
Частные ai= (mi/ m)100, % где: mi- масса остатка на данном сите, г ; m – масса пробы, г.
Полные Ai=ai+ai+1+ai+2....an где: ai; ai+1; ai+2; an- частные остатки на i-ом сите и всех ситах стандартного набора с большим размером отверстий. i; i+1; i+2...n- порядковые номера сит стандартного набора.

На основании данных таблицы 6.5 строится кривая просеивания щебня (гравия), рисунок 6.3 и определяется наибольший и наименьший размер зерен.

За наибольший размер зерен D принимают размер ячейки сита, на котором полный остаток не превышает 5%, за наименьший размер зерен d принимают размер отверстий нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95%.

Таблица 6.6 - Зерновой состав щебня (гравия) данной фракции

Остатки на ситах	Размер отверстий сит,  мм
	d	0,5(D+d)	D	1,25D
Частные, г.
Частные, %
Полные, %

По полученным данным строят график на рисунке 6.4.

Щебень (гравий) признают годным по зерновому составу, если его кривая рассева располагается в заштрихованной части графика (см. рисунок 6.4), что соответствует требованиям таблицы 6.7.

Таблица 6.7 – Требования к зерновому составу щебня (гравия) ГОСТ 8267-93

Диаметр отверстий контрольных сит,  мм	d	0,5(d+D)	D	1,25D
Полные остатки на ситах, %  по массе	от 90 до 100	от 30 до 80	до 10	до 0,5

Вывод: ___________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка     Подпись преподавателя   .

7 Лабораторная работа № 7

Определение состава тяжелого бетона

7.1 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 Rц, __________МПа; истинная плотность ц________, г/см3; насыпная плотность нц_______, кг/м3. Для песка: истинная плотность песка n________, г/см3, насыпная плотность песка нп  г/см3. Для щебня средняя плотность щебня щ______, г/см3; насыпная плотность щебня НЩ________, кг/м3, наибольшая крупность щебня Dнаиб_________; пустотность щебня Vпуст, %, которая определяется по формуле:  

        (7.1)

где нщ – насыпная плотность щебня, г/см3,

щ -  средняя плотность щебня, г/см3.

   

7.2 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/(( VПУСТ  / НЩ)+(1/Щ))
Расход песка П = (1000 –(Ц/Ц +В+Щ/Щ) П
Проверка (Ц/

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

Ц, П – истинная плотность цемента и песка г/см3;

Щ – средняя плотность щебня, г/см3.

VПУСТ – пустотность щебня в относительных единицах;

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

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

Rб – 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 ЦV, ВV, ПV, ЩV – 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:	=Vб/(VЦ+VП+VЩ) =Ц/НЦ +П/НП+ Щ / НЩ
Потребность материалов на замес определенной емкости или для выполнения объема строительно-монтажных работ.	ЦЗ = VЗЦ ВЗ = VЗВ ПЗ=VЗП ЩЗ = VЗЩ
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.

VЦ, VП, VЩ – объемы цемента, песка и щебня, м3;  

 НЦ ,   НП,  НЩ – насыпная плотность соответственно цемента, песка и щебня, кг/м3;

Vб – фактический объем потребной бетонной смеси, м3.

 - коэффициент выхода бетонной смеси;

VЗ – объем замеса, м3

ЦП, ПП, ЩП, ВП – расходы материалов для производственного состава бетона, кг;

Wп, WЩ -  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 м3	на пробный замес	1	2	3
Цемент, кг
Песок, кг
Щебень, кг
Вода, л
Суммарный расход материала, кг
Осадка конуса, см
Жесткость, с

7.5 Обработка и оценка результатов

Результат испытаний образцов бетона на сжатие заносят в таблицу 7.5.

Таблица 7.5 – Результаты испытаний образцов тяжелого бетона

Свойство	Номер образца
	1	2	3
Дата изготовления образцов
Дата испытания
Заданная средняя прочность кгс/см2 (МПа)
Масса образца, г
Размер образца, см
Номер испытательной машины, шкала
Разрушающая нагрузка, кгс
Средняя прочность образца в момент испытания R=F/A, кгс/см2
Прочность бетона, приведенная к базовому образцу R=F/A кгс/см2
Средняя прочность серии образцов, МПа
Отклонение от заданной средней прочности
R28б – 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;

 - 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 28б  - прочность бетона в возрасте 28 суток, МПа;

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

n - число дней твердения бетона, n  3.

Вывод _______________________________________________________

          __________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Оценка    Подпись преподавателя   

0,16

  0,315

0,63

1,25

2,5

5,0

А0,16

А0,315

А0,63

А1,25

2,5

0

20

40

60

80

100

     Полные остатки на ситах,%

Размеры отверстий сит, мм

Рисунок 6.1-Кривая просеивания песка

Размеры отверстий контрольных сит ,мм

Полные остатки на контрольных ситах,% по массе

0

20

40

60

80

100

0,16

  0,315

0,63

1,25

 2,5

 5,0

4

3

11

21

0

20

60

40

80

100

Полные остатки на контрольных 

ситах , % по массе

0

5

10

15

20

40

Размеры отверстий контрольных сит, мм

Рисунок 6.3 - Кривая зернового состава щебня Днаиб=20мм,Днаим=5мм

5%

95%

0                  

20                  

40                  

60                  

80                  

100                  

                 

d    0.5(d+D)    D  1.25D

Рисунок 6.4 – График зернового состава крупного заполнителя

Размеры отверстий контрольных сит, мм.

Полные остатки на контрольных ситах , % по массе

1. Гродненский государственный университет имени Янки Купалы
2. Москва превращается в центр важнейших сухопутных и речных путей России
3. темах. Под объектной детерминацией понимаются различные виды физической стимуляции непосредственно возде.html
4. Инок Евфроси
5. Образ художника в романе МБулгакова Мастер и Маргарита
6. темам Психология как наука Связь психологии и медицины Сознание и бессознательное 2
7. груши Шеклакова м
8. Первомайская сош р
9. либо из следующих способов- шевингованием шлифованием притиркой обкаткой.html
10. Социальная психология в системе наук. Социальная перцепци
11. Батар; B~trd франц
12.  оказала гораздо более существенное влияние на теорию и практику управления чем все предшествующие револю
13. Исследование деятельности ООО ТК.html
14. ТЕМА 10.ВОЗБУЖДЕНИЕ УГОЛОВНОГО ДЕЛА 10
15. Проблема психодиагностики личности с помощью теста ЦТО Люшера
16. Резервирование с применением мажоритарного элемента
17. Светоизлучающиие диоды 1
18. Роман Евгений Онегин
19. Источники питания электронных устройств
20. История уголовного права и его науки

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе