 |
Определение средней плотности
|
|
|
|
Методические указания
Для выполнения лабораторных работ
ПМ.01 Участие в проектировании зданий и сооружений
МДК 01.01 Проектирование зданий и сооружений
Тема 1.1 «Строительные материалы»
для студентов специальности
08.02.01 «Строительство и эксплуатация зданий и сооружений»
Преподаватель Мартынова Н.С.
Введение
Для правильного использования строительных материалов, изделий и деталей при возведении зданий и сооружений необходимо знать их физические и механические свойства. Сравнивать свойства материалов между собой можно только при стандартных методах и условиях их определения. В государственных стандартах (ГОСТах) установлены методы испытаний строительных материалов. Соблюдение ГОСТов обязательно. К основным физико-механическим свойствам строительных материалов относят истинную плотность, среднюю плотность, пористость, водопоглощение, прочность. С методикой определения этих свойств в первую очередь должны познакомиться студенты на лабораторных занятиях.
Результаты определений, полученные каждой бригадой, студенты заносят в сводную таблицу журнала для лабораторных работ. Прочность образцов строительных материалов определяет преподаватель вместе с лаборантом на гидравлическом прессе. Студенты при этом самостоятельно фиксируют показания манометра, при котором разрушился образец, вычисляют предел прочности при сжатии, делают соответствующие записи в журнале для лабораторных работ.
Лабораторная работа № 1
Определение основных физико-механических свойств
Строительных материалов
Определение истинной плотности
Настоящей плотностью материала называют физическую величину, равную отношению массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии. Истинную плотность материала ρ, кг/м3, определяют по формуле:
|
|
|
ρ = т / V
где т - масса материалу, кг; V - объем материала, м3.
Для определения истинной плотности каменного материала с отобранной и тщательно перемешанной средней пробы отвешивают 200-220 г. Кусочки отобранной пробы материала сушат в сушильном шкафу при 110 ± 5 °С до постоянной массы; затем их тонко измельчают в агатовой или фарфоровой ступке. Полученный порошок просеивают через сито с сеткой № 02 (размер ячейки в свету 0,2 х0, 2 мм). Отвесив в фарфоровой чашке навеску около 180 г просеянной порошка, его снова высушивают при 110 ± 5 °С, а затем охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе, где порошок хранят до проведения испытания.
От подготовленной пробы, находящейся в эксикаторе, отвешивают с точностью до 0,01 г на часовом стекле 80 г материала и высыпают его ложечкой через воронку в прибор небольшими порциями до тех пор, пока уровень жидкости в нем не поднимется до черты с разделением 20 см3 или к черте в пределах верхней градуированной части прибора. Разница между конечным и начальным уровнем жидкости в объёмомера показывает объем порошка, усыпанного в прибор. Остаток порошка взвешивают.
Масса порошка, усыпанного в объемометр будет равна разнице между результатами первого и второго взвешивания.
Истинную плотность ρ, кг/м3, материала вычисляют по формуле:
ρ = (т – т1) / V
где т - навеска материала к опыту, кг;
т1 - остаток от навески, кг;
V - объем жидкости, вытесненной навеской материала (объем порошка в объемомере), м3.
Истинную плотность материала вычислить с точностью до 0,01 кг / см3 как среднее арифметическое двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г / см3.
Результаты определения истинной плотности материала записывают в журнал для лабораторных работ и сравнивают с данными, приведенными в табл. 1.
|
|
|
Таблица 1
| 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 |
| Керамический кирпич | 2600-2800 | 1600-1800 |
| Сосна | 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 |
Определение средней плотности
Средней плотностью называют отношение массы материала в естественном состоянии, то есть вместе с порами и пустотами, к его объему. Среднюю плотность ρ0 (кг/м3), вычисляют по формуле:
ρ0 = т / V1
где т - масса материала, кг;
V1 - объем материала в естественном состоянии, м3.
Почти все строительные материалы имеют поры. Чем их больше в единице объема материала, тем меньше его средняя плотность. Для жидкостей и материалов, получаемых из расплавленных масс (стекло, металл), средняя плотность по значению практически равна истинной плотности (см. Табл. 1).
От средней плотности материала в значительной степени зависят его физико-механические свойства, например прочность и теплопроводность. Значение средней плотности материала используют при определении его пористости, массы и размера строительных конструкций, при расчетах транспорта и подъемно-транспортного оборудования.
При определении средней плотности материала можно использовать образцы как правильной, так и неправильной геометрической формы. От формы образца зависит метод определения средней плотности материала.
Определение средней плотности образца правильной геометрической формы.
Для определения средней плотности образцы материала могут быть изготовлены в форме куба, параллелепипеда или цилиндра. При этом необходимо учитывать, что для пористых материалов размер образца кубической формы должен быть не менее 100х100х100 мм, а для плотных - не менее 40х40х40 мм. В цилиндрических образцов диаметр и высота должны быть соответственно не менее 70 и 40 мм.
Образцы правильной геометрической формы (три для испытания материала) высушивают в сушильном шкафу при 110 ± 5 0С, охлаждают в эксикаторе и хранят в нем до момента испытания.
С помощью штангенциркуля измеряют размер образцов и вычисляют его объем, после чего образец взвешивают на технических весах. Каждую грань образца кубической или близкой к этому формы измеряют в трех местах (а1, а2, а3, b1, b2, b3, h1, h2, h3) по ширине и высоте, как показано на рис. 2, а за окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений каждой грани.
|
|
|
Рис. 1. Схема измерения объема образцов кубической формы
Образцы любой формы со стороной размером до 100 мм измеряют с точностью до 0,1 мм, размером 100 мм и более - с точностью до 1 мм. Образцы массой менее 500 г взвешивают с точностью до 0,01 г, а массой 500 г и более - с точностью до 1 г.
Объем образца V, м3, что выглядит куба или параллелепипеда, вычисляют по формуле
V = аср × bср × hср
где аср, bср, hср - средние значения размеров граней образца, м.
Среднюю плотность материала вычисляют как среднее арифметическое трех значений различных образцов.
Результаты испытаний заносят в журнал лабораторных работ и сравнивают с данными, приведенными в табл.1.
|
|
|
