Методические указания к лабораторным работам Составители (стр. 3 из 4)

7.1. Подготовка к испытанию

Водопоглощение определяют не менее чем на трех образцах.

Образцы керамических изделий предварительно высушивают до постоянной массы, измеряют длину, ширину и высоту и подсчитывают объем каждого из них.

7.2. Проведение испытания

Образцы укладывают в один ряд по высоте с зазорами между ними 2 см на решетку в сосуд с водой температурой 20±5 ^оС так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на (2…10) см. Образцы выдерживают в воде 48…49 ч. Насыщенные водой образцы вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов во время взвешивания, включают в массу образца, насыщенного водой. Взвешивание каждого образца должно быть закончено не позднее 2 мин после его удаления из воды.

7.3. Обработка результатов

Водопоглощение образцов по массе (W_м) и по объему (W_о) в процентах вычисляют по формулам:

W_m =

(7а)

W_о =

(7б)

где М_в– масса воды, поглощенной образцом, г;

m_сух – масса образца, высушенного до постоянной массы, г;

m_нас – масса образца насыщенного водой, г;

V_в – объем воды, поглощенной образцом, см³;

V_обр – объем образца, высушенного до постоянной массы, см³:

ρ_в– плотность воды, равная 1 г/см³.

За значение водопоглощения изделий принимают среднее арифметическое результатов определения водопоглощения всех образцов, рассчитанное с погрешностью до 1 %.

Исходные данные и результаты вычислений водопоглощения заносят в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Опытные данные по определению водопоглощения

керамического кирпича

Номера образцов	Масса, кг		Объем сухого образца, V_с., м³	Водопоглощение, %		Среднеарифметическое значение водопоглощения, %
	сухого образца, m_сух	насыщенного водой, m_н		по массе	по объему	по массе	по объему
				W_m	W_О	W_m	W_О
1
2
3

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ

ПРИ СЖАТИИ

Прочность материалов определяют путем сжатия и доведения до разрушения образцов (кубов или цилиндров) на прессе или испытательной машине.

В данной работе предел прочности при сжатии определяют на трех образцах-кубах из тяжелого бетона с размером ребра 10 см.

8.1. Подготовка к испытанию

Перед испытанием образцы подвергаются визуальному осмотру с целью установления наличия дефектов в виде околов ребер и углов, раковин, наплывов и инородных включений.

Образцы, имеющие трещины, околы, раковины выше предельно допустимых значений, а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию не подлежат. Наплывы бетона на ребрах и опорных гранях образцов должны быть удалены напильником или абразивным камнем.

Опорные грани выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонный смеси в формы, а затем отмечают их и измеряют линейные размеры рабочей площади с погрешностью не более 1 %.

Измеряются также отклонения: от плоскостности опорных поверхностей, которые не должны превышать 0,1 мм, отклонения от перпендикулярности опорных поверхностей и смежных граней (не должны превышать 1 мм); если же имеет место превышение указанных отклонений, то поверхности должны быть выровнены. Для этого применяется шлифование или нанесение слоя быстротвердеющего материала толщиной не более 3 мм и прочностью к моменту испытания не менее половины ожидаемой прочности бетона образца.

8.2. Проведение испытания

При испытании на сжатие образцы-кубы устанавливают одной из выбранных граней на нижнюю опорную плиту пресса (рис. 2) или испытательной машины по центру, используя риски, нанесенные на плиту пресса или специальное центрирующее устройство.

Рис. 2. Схема гидравлического пресса для испытания на сжатие: 1 – станина; 2 – поршень; 3, 5 – нижняя и верхняя опорная плиты; 4 – испытуемый образец; 5 – маховик для ручного подъема верхней плиты; 7 – манометр; 8 – масляный насос

После установки образца на опорную плиту пресса совмещают верхнюю плиту пресса с верхней опорной гранью образца так, чтобы их плоскости полностью прилегали одна к другой. Далее начинают нагружение.

Нагружения образцов производят непрерывно со скоростью, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения в пределах 0,6±0,4 МПа/с. При этом время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с.

Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, принимают за разрушающую нагрузку и записывают его в табл. 8.1.

Разрушенный образец необходимо подвергнуть визуальному осмотру и отметить следующие дефекты:

– характер разрушения;

– наличие крупных (объемом более 1 см³) раковин и каверн внутри образца;

– наличие зерен заполнителя размером более 1,5 d_max, а также комков глины и следов расслоения.

Если перечисленные дефекты структуры будут иметь место, то такие результаты испытаний учитывать не следует.

8.3. Обработка результатов

Прочность бетона при сжатии, кгс/см², следует вычислять с точностью до 1 кгс/см² по формуле

R_сж =

, (8)

где Р – разрушающая нагрузка, кгс;

F – площадь рабочего сечения образца, см².

Величину предела прочности при сжатии, полученную в кгс/см², переводят в МПа, исходя из соотношения 1 кгс/см²=0,1 МПа.

Прочность тяжелого бетона в серии из 3 образцов определяют как среднее арифметическое значение серии образцов; результаты заносят в табл. 8.1.

Таблица 8.1

Опытные данные по определению предела прочности при сжатии тяжелого бетона

Номер образца	Среднеарифметические значения размеров рабочего сечения		Площадь рабочего сечения образца	Разрушающая нагрузка на образец	Предел прочности при сжатии		Среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии
длина, см	ширина, см	F, см²	Р, кгс	R_сж., кгс/см²	R_сж, МПа	, МПа
1
2
3
n	.

9. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

КОНСТРУКТИВНОГО КАЧЕСТВА (удельной прочности)

Коэффициент конструктивного качества материала используют для оценки эффективности применения его в конструкциях и вычисляют по формуле

R_у =

, (9)

где R – предел прочности материала, МПа;

d – относительная плотность материала (безразмерная величина) равная ρ_ср/ρ_в = ρ_ср/1000.

В данной работе удельная прочность может быть вычислена для тяжелого бетона и керамического кирпича по данным табл. 5.1. и табл. 8.1, а также по справочным данным из любых источников.

Результаты вычислений заносят в табл. 9.1.

Таблица 9.1

Определение удельной прочности

Номер по порядку	Наименование материала	Предел прочности R, МПа	Средняя плотность, Ρ_ср, кг/м³	Относительная плотность, d, д. ед.	Удельная прочность, R_у, МПа
1	Бетон тяжелый
2	Керамический кирпич
n	Другие материалы

10. ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА

РАЗМЯГЧЕНИЯ

(коэффициента снижения прочности материала при

насыщении водой)

Коэффициент снижения прочности материала при насыщении водой определяют по отношению прочности образцов в насыщенном водой и сухом состояниях.

10.1. Подготовка к испытанию

Для испытания берут десять образцов правильной формы. Из них пять образцов насыщают водой, а пять образцов высушивают до постоянной массы.