 |
Прочность строительных материалов
|
|
|
|
8.1 Прочность - является одной из важнейших механических характеристик материалов, которой оценивают их способность в определенных условиях сопротивляться разрушению под воздействием внутренних напряжений, вызванных внешними (сжимающими, изгибающими, растягивающими, скалывающими и др.) силами. На показатели прочности оказывает влияние ряд факторов – неоднородность вещественного состава и строения материала; его температура и влажность; форма и размеры испытуемых образцов; характер обработки их поверхностей, контактируемых с поверхностью плит пресса, на котором производят испытания; скорость приложения нагрузки; направление приложения нагрузки по отношению к расположению слоев или волокон материала. Именно поэтому при оценке прочностных характеристик материалов испытаниям подвергают серию (не менее трех) образцов и за конечный результат принимают среднее значение показателей прочности.
Поскольку форма и размеры образцов (масштабный фактор) оказывают влияние на показатели прочности, то соответствующими ГОСТами предусмотрено определение механических характеристик материалов на образцах стандартных размеров – кубы с ребром 15 см для цементных бетонов; кубы с ребром 7,07 см для строительных растворов; кубы с ребром 15 см или цилиндры с диаметром и высотой 4-5 см для природного камня и т.п.
Мерой прочности служит предел прочности материала при соответствующей деформации (R), равный предельному напряжению, превышение которого вызывает разрушение испытуемого образца. В строительной практике чаще всего оперируют пределами прочности при сжатии (Rсж) и при изгибе (Rи).
Предел прочности при сжатии рассчитывают по формуле:
|
|
|
(МПа, кГс/см2) (21)
где Р – разрушающая нагрузка, (Н, кГс);
S – площадь поперечного сечения образца (м2, см2) (для куба и призмы S=a2, для цилиндра πd2/4)
Предел прочности при изгибе (Rи) при сосредоточенной нагрузке в середине пролета (рис.6) рассчитывают по формуле:
= 
(МПа, кГс/см2) (22)
где Р – разрушающая нагрузка (Н, кГс);
l – расстояние между опорами испытуемого образца (свободная длина, пролет), (м, см);
b и h – ширина и высота образца (м, см).
Рис. 6. Схема испытания кирпича на изгиб
1 –плита пресса; 2 – выравнивающий материал; 3 - кирпич
При сосредоточенной нагрузке, приложенной в 2/3 пролета (рис.7), расчетная формула приобретает вид:
(МПа, кГс/см2) (23)
Рис. 7. Схема приложения сил при испытании на статический изгиб
Зная среднюю плотность (ρо) и предел прочности материала при соответствующей деформации (R) можно рассчитать удельную прочность – коэффициент конструктивного качества (ККК) – материала по формуле (24).
(24)
Чем выше этот коэффициент, тем эффективнее считается данный материал. Повышения ККК можно добиться либо понижением ρо, либо повышением R.
ДЛЯ ЗАМЕТОК
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
|
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2
«Изучение свойств природных каменных материалов»
Общие сведения
Сырьевой основой для получения различных по виду, форме и назначению природных и искусственных каменных материалов и изделий являются плотные или рыхлые горные породы.
Горными породами называются геологические тела, сложенные минеральными агрегатами определенного состава и обладающие специфическим строением и физико-механическими свойствами. При этом, как минеральный состав, так и строение (структура, текстура) различных горных пород непосредственно связаны с условиями их образования.
Поскольку минералы как составляющая часть горных пород представляют собой приблизительно однородные по химическому составу и физическим свойствам природные кристаллические тела, образующиеся в результате физико-химических процессов, в земной коре, то присущие им свойства непосредственно передаются и соответствующим горным породам.
В свою очередь разнообразие физических свойств минералов непосредственно зависит от характера строения их кристаллов, представляющих собой однородные по составу образования строго геометрической формы с закономерным пространственным строением – кристаллической решеткой.
Из 10000 известных в настоящее время минералов в образовании горных пород принимает участие лишь 4-50, получивших в связи с этим породообразующих.
Кроме этой, основной, разновидности минералов в горных породах в качестве примесей встречаются так называемые минералы второстепенные.
|
|
|
Среди породообразующих выделяются минералы первичные, возникающие при формировании той или иной горной породы, и вторичные, являющиеся продуктами видоизменения первичных минеральных образований.
Основная масса породообразующих минералов встречается преимущественно или исключительно в горных породах, которые по условиям образования подразделяются на магматические, осадочные и метаморфические (видоизмененные), а по количеству входящих в них минералов – на мономинеральные (одноминеральные) и полиминеральные, состоящие из нескольких минералов.
Относительно большое разнообразие горных пород удобно и логично изучать, если их классифицировать в зависимости от условий образования на три большие группы: магматические, осадочные и метаморфические. Это обусловлено тем, что условия образования определяют строение и свойства горных пород.
Эта классификация впервые была предложена М.В. Ломоносовым и разработана академиками Ф.Ю. Левинсоном-Лесингом и А.П. Карпинским.
|
|
|
