авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 |
-- [ Страница 1 ] --

.. к но

.Е. Минюк

Д.. а ня

С И ЕЛЬ Е

МА Е ИАЛ ЕДЕ ИЕ.

ЛА А

ЫЙ АК ИК М

2 ча я

Ча ь 1

ком н о ано ч но-м о ич ким о ъ ин ни м

ы ши ч ны за ний лики ла ь

о о азо анию о ла и ои ль аиа и к ы

кач ч но-м о ич ко о о о ия ля н о ч ж ний ы ш о о азо ания о иально и « оиз о о ои льны из лий и кон к ий»

о но им.. К алы 2011 УДК 691(075) ББК 38.3 О-60 Рецензенты:

Кетрик Н.Н., кандидат технических наук, директор РСП «Энергостройремонт»;

Беляева Г.Н., главный инженер ОАО «Гродненский комбинат строительных материалов».

Под общей редакцией доктора технических наук В.В. Опекунова.

Опекунов, В.В.

Строительное материаловедение. Лабораторный практикум : учеб. О- метод. пособие. В 2 ч. Ч. 1 / В.В. Опекунов, Г.Е. Минюк, Д.Н. Савеня ;

под общ. ред. В.В. Опекунова. – Гродно : ГрГУ, 2011. – 135 с.

ISBN 978-985-515-436-6 (ч. 1) ISBN 978-985-515-435- Содержится описание методов испытаний и исследований физико-технических свойств строительных материалов, применяемых при возведении зданий различного назначения. Лабораторные работы базируются на технических нормативных правовых актах, гармонизированных со стандартами Европейского Союза. Рекомендовано Учебно методическим объединением высших учебных заведений Республики Беларусь по образованию в области строительства и архитектуры для студентов учреждений высшего образования по специальности «Производство строительных изделий и конструкций».

Материал издания может быть положен в основу тематики проведения НИРС в области строительного материаловедения.

УДК 691(075) ББК 38. © Опекунов В.В., Минюк Г.Е., Савеня Д.Н., © Учреждение образования ISBN 978-985-515-436-6 (ч. 1) «Гродненский государственный университет ISBN 978-985-515-435-9 имени Янки Купалы», ВВЕДЕНИЕ Научно-техническая политика в области строительства, проводимая в Республике Беларусь, включает интенсивный переход на конструктивные схемы энергоэффек-тивных объектов, массовое производство и применение соответствующих строительных материалов, изделий и конструкций улучшенного качества.

Задачи в области энергоэффективного строительства сформулированы в «Комплексной программе по проектированию, строительству и реконструкции энергоэффективных жилых домов в Республике Беларусь на 2009-2010 годы и на перспективу до 2020 года» (в дальнейшем – Комплексная программа;

утверждена Постановлением Совета Министров РБ № 706 от 01.06.2009 г.).

Необходимость решения ряда прикладных задач в области производства строительных материалов и изделий формирует тенденцию развития профессионального образования инженеров строительного комплекса (инженеров-строителей-технологов и инженеров строителей), сущностью которой является переход от формирования узкопрофессиональ ных компетенций к формированию межпредметных компетенций, основанных на дости жениях современной мировой фундаментальной и прикладной науки.

Развитие в Республике Беларусь технических нормативных правовых актов (ТНПА) в области производства и оценки качества строительных материалов и изделий (EN, EN СТБ, ТКП), базирующихся на ТНПА, действующих в странах Евросоюза, предполагает внесение соответствующих изменений в методическое обеспечение учебного процесса в рамках дисциплины «Строи-тельное материаловедение».

Техническая оснащенность учебных лабораторий, проводимые в них лабораторные работы и практические занятия должны претерпевать изменения в соответствии с задачами, изложенными, например, в Комплексной программе, определяющей тенденции развития строительного комплекса Республики Беларусь. Процесс обучения студентов должен иметь практическую направленность.

При этом все большее внимание в СТБ, EN СТБ, EN и ТКП уделяется методам оценки качества строительных материалов с привлечением физико-химических методов иссле дования.

Научно-инженерное понимание технологических способов управления процессами создания материалов с заданными структурно-механическими свойствами также форми руется на междисциплинарной основе с привлечением достижений естественных наук.

В настоящем учебно-методическом пособии «Строительное материаловедение.

Лабораторный практикум. Часть I» (далее – лабораторный практикум) приведены лабо раторные работы, в которых исследуются некоторые из основных физико-технических свойств строительных материалов и изделий.

Используемые в лабораторном практикуме учебные методики лабораторных исследований и определений свойств материалов базируются в основном на ТНПА, гармонизированных со стандартами Евросоюза.

Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся по специальности 1-70 01 01 «Производство строительных изделий и конструкций» (специализация «Произ водство стеновых, отделочных, гидроизоляционных материалов и изделий»), но может быть использован и в процессе подготовки инженеров-строителей различных специальностей.

Настоящий лабораторный практикум подготовлен в течение 2008-2010 гг. сотрудни ками кафедры «Строительное материаловедение» ГрГУ им. Я. Купалы (В.В. Опекуновым – руководителем авторского коллектива, заведующим кафедрой, доктором технических наук;

Г.Е. Минюк – доцентом, кандидатом химических наук;

Д.Н. Савеней – ассистентом).

В оформлении рукописи первой части лабораторного практикума активное участие принимали лаборанты кафедры Е. Гуща, О. Макаревич и И. Рудая.

•• ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ МАКРОСТРУКТУРЫ НА ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Часть Основные физические свойства строительных материалов Цель работы: изучить основные физические свойства строительных материалов Свойства строительных материалов и изделий оценивают путем проведения испытаний по соответствующим стандартным методикам, изложенным в ТНПА.

Свойства материалов зависят от их состава и структуры. В зависимости от происхож дения природных материалов (древесина, горные породы) и технологии получения искусственных материалов (керамических, бетонных) макроструктура может быть плотной, зернистой, ячеистой и волокнистой. Плотные материалы (стекло, металл) имеют р = рср.

Они обладают высокой прочностью, морозостойкостью, хорошо пропускают тепло и звук.

Для пористых материалов (цементный камень, кирпич и др.) истинная плотность (р) всегда больше их средней плотности (рср.). Чем больше эта разность, тем больший объем материала занимают поры. Это обеспечивает материалу хорошие теплоизоляционные свойства.

Приборы и оборудование:

1. Лабораторные и настольные циферблатные весы.

2. Пикнометры.

3. Гидростатические весы.

4. Воронка и мерные металлические цилиндры емкостью 1;

5;

10 л.

5. Мерный стеклянный цилиндр.

6. Емкость для кипячения образцов.

7. Баня песчаная или водяная.

8. Шкаф сушильный.

Для изучения влияния макроструктуры материалов на их свойства в работе использованы неорганические материалы с разной макроструктурой.

Для этих материалов определяют показатели, представленные в табл. 1.

Таблица Основные физические свойства строительных материалов Материалы Наименование кирпич образец из щебень показателей Единица песок силикатный ячеистого плотных измерения кварцевый пустотелый бетона горных пород г/см Истинная плотность г/см Средняя плотность кг/м Насыпная плотность Общая пористость % Пустотность % Открытая пористость % Коэффициент Вт/(мК) теплопроводности •• Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов 1. Определение истинной плотности Истинная плотность численно равна массе единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии без пор, пустот и трещин. Следовательно, истинная плотность – это плотность вещества, из которого состоит материал. Для материалов и изделий, имеющих одинаковый вещественный состав, истинная плотность одинакова (кирпич, керамзит).

Согласно СТБ 4.211-94 m =, (1.1) V где – истинная плотность, кг/м3;

т – масса, кг;

V – объем, занимаемый веществом, м3.

Для определения этого показателя используют предварительно высушенную и из мельченную пробу материала. Чем больше степень измельчения, тем плотнее располо жение частиц в объеме и, следовательно, меньше ошибка опыта.

Навеску порошкообразного материала – 30 г с помощью воронки переносят в пикно метр, вместимостью 100 см3. Порошок заливают водой, примерно на 1,5 см выше уровня материала и ставят пикнометр на водяную или песчаную баню в наклонном положении.

Для удаления пузырьков воздуха и уплотнения порошка, смесь кипятят 15 – 20 мин. После этого колбу охлаждают до комнатной температуры, доливают водой до метки (по ниж нему мениску) и взвешивают с точностью до 0,1 г. Затем содержимое выливают, пикнометр ополаскивают и, заполнив водой до метки, взвешивают.

Истинную плотность, г/см3, рассчитывают по формуле:

m B, (1.2) = m + m1 m где m – масса навески порошка, г;

в – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3;

m1 – масса пикнометра с водой, г;

m2 – масса пикнометра с навеской порошка и водой, г.

2. Определение средней плотности Средняя плотность (ср.) численно равна массе единицы объема материала в есте ственном состоянии (с пустотами и порами) с точностью до 1 г (при массе более 500 г).

Объем образца правильной формы (образец ячеистого бетона, кирпич) рассчитывают, замеряя геометрические размеры при помощи штангенциркуля или металлической линей ки. При размерах образца до 100 мм, точность замера составляет 0,1 мм;

свыше 100 мм – 1 мм. Массу образца определяют с точностью до 0,1 г (при массе до 500 г) и с точностью до 1 г (при массе более 500 г).

При измерении образцов в форме куба или параллелепипеда каждую грань измеряют в трех местах (см. рис. 1, а). Окончательный размер каждой грани (а, в, с) вычисляют как среднее арифметическое трех измерений. Объём рассчитывают по формуле:

V = a. b. c. (1.3) При вычислении объёма цилиндрического образца, измеряют его высоту и диаметр (рис. 1, б).

Объём цилиндра:

d V= h, (1.4) где = 3,14.

•• Лабораторная работа № Рис. 1. Измерение опытных образцов На основании полученных данных вычисляют cp по формуле:

m, (1.5) ср = V где m – масса образца, г;

V – объем образца, см3.

Таблица Определение средней плотности образцов правильной геометрической формы Объём образца V, м Средняя плотность Наименование Масса образца m, кг c, кг/м а, м b, м с, м материала песок кварцевый кирпич силикатный пустотелый образец из ячеистого бетона щебень плотных горных пород Объем образцов неправильной формы (зерна щебня) определяют при помощи гид ростатического взвешивания. Согласно закону Архимеда на тело, находящееся в жидкости, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости.

Так как в работе в качестве жидкости использована вода, плотность которой равна 1 г/см3, то, следовательно, объем образца численно равен выталкивающей силе, рассчитан ной как разность массы образца на воздухе и в воде.

•• Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов Для определения объема предварительно взвешенный высушенный образец покрывают тонким слоем расплавленного парафина с целью гидроизоляции открытых пор, проникновение воды в которые может повлиять на достоверность полученных результатов.

После парафинирования производят взвешивания образца сначала на воздухе, подвесив его на нити к левому коромыслу гидротехнических весов, а затем в воде, исклю чая соприкосновение с воздухом, стенками и дном емкости.

Расчет cp проводят в следующей последовательности.

Объем парафина Vn, см3, затраченного на покрытие образца:

m1 m, Vп = (1.6) п где m – масса высушенного образца, г;

m1 – масса образца, покрытого парафином на воздухе, г;

n – плотность парафина, принимаемая 0,93 г/см3.

Объем образца с парафином V1, см3:

m1 m2, V1 = (1.7) B где m1 – масса образца, покрытого парафином, на воздухе, г;

m2 – масса образца в воде, г;

В – плотность воды, равная 1 г/см3.

На основании полученных результатов (формулы (1.6), (1.7)) рассчитывают среднюю плотность образца cp, г/см3:

m ср =. (1.8) V1 Vп Песок, щебень, гравий используют в строительстве в виде рыхлозернистых смесей.

Для таких материалов определяют не только cp зёрен, но и насыпную плотность.

Насыпная плотность (н) – масса единицы объема сыпучих материалов в свободном (без уплотнения) насыпном состоянии. В единицу объёма таких материалов входят не только зёрна самого материала, но и пустоты между ними.

Для определения насыпной плотности в цилиндр известного объёма засыпают с высо ты 10 см высушенный материал с горкой. При этом песок, который представляет песчано гравийную смесь, пропускают через воронку с ситом диаметром 5 мм. Объем цилиндра выбирают в зависимости от размера зёрен: до 5 мм – 1…2 л;

от 5 до 10 мм – 5 л;

свыше до 20 мм – 10 л;

свыше 20 до 40 м – 20 л;

свыше 40 мм – 50 л. Излишки материала снимают линейкой вровень с краями (без уплотнения) движением от себя, взвешивают цилиндр с материалом.

Насыпную плотность н, кг/м3, определяют по формуле:

m1 m, к = (1.9) V где m – масса мерного цилиндра, кг;

m1 – масса мерного цилиндра с материалом, кг;

V – объем мерного цилиндра, м3.

•• Лабораторная работа № Таблица 3.

Определение средней плотности образцов неправильной формы Средняя плотность Наименование Объём вытесненной Масса образца m, г воды Vв, см3 с, г/см материала щебень плотных горных пород Для оценки полученных результатов их сравнивают с табличными данными (табл. 4).

Таблица 4.

Плотность некоторых строительных материалов Плотность, кг/м Материалы истинная средняя насыпная Щебень гранитный 2600 – 2800 2500 – 2700 1450 – известняковый 2400 – 2600 1800 – 2400 1200 – доломитовый 2400 – 2600 1800 – 2400 1200 – Гравий керамзитовый 2600 – 2700 650 – 800 200 – Габбро 2900-2920 2830- – Песок кварцевый 2500 – 2650 1450 – Кирпич керамический обыкновенный 2600 – 2700 1600 – – Кирпич керамический пустотелый 2600-2700 1200- Бетон тяжелый 2600 – 2900 1800 – – Бетон ячеистый 2600 250- – Сталь строительная 7850 – 7900 7800 – – Стекло строительное 2500 – 2600 2400 – . Определение водопоглощения Водопоглощение определяют по массе:

Wm = mнас mсух 100%, (1.10) mсух или по объёму:

V H 2O mнас mсух с WV = = Wm c = Wm d, = Vест mсух Н 2О H 2O (1.11) где mнас, mсух – масса образца, соответственно, в насыщенном водой сухом состоянии, г;

H O – плотность воды, принимаемая 1000 кг/м3;

c d= – безразмерная величина, выражающая отношение средней плотности H 2O сухого материала к плотности воды.

•• Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов . Определение пористости и пустотности Пористость – степень заполнения объёма материла порами. Общая пористость мате риала состоит из объема замкнутых пор, изолированных от внешней среды, и открытых (капиллярных) – доступных проникновению воды, газов. Пористость является одной из важнейших характеристик строительных материалов, от которой зависят и другие их свойства (прочность, теплопроводность, водонепроницаемость). Так, при одинаковой об щей пористости свойства материалов будут зависеть от объёма открытых пор.

Общая пористость Пп, %, зависит от плотности вещества, из которого состоит мате риал –, его плотности в естественном состоянии – cp, и рассчитывается по формуле:

ср Пп = 1 100, (1.12) где cp – средняя плотность, г/см3;

– истинная плотность, г/см3.

Открытая пористость По соответствует водопоглощению. Зная водопоглощение, по массе Wм, водопоглощение по объёму Wо рассчитывают по формуле:

Wо = Wм · cp. (1.13) Пустотность – объем пустот между зернами, выраженный в процентах от общего объема, занимаемого материалом. Это важный показатель для рыхлозернистых материа лов. Например, увеличение пустотности заполнителей для бетонов и растворов приводит к перерасходу вяжущего.

Пустотность щебня и гравия Vп, %, определяют по формуле:

н Vп = 1 ср (1.14) где н – насыпная плотность материала, кг/м3;

cp – средняя плотность зерен материала, г/см3.

Таблица Пористость некоторых строительных материалов Истинная плотность, Наименование Средняя плотность Пористость, % c, кг/м материала кг/м песок кварцевый Полученные значения сравнивают с данными табл. 7.

Таблица Общая пористость и пустотность строительных материалов Материал Показатель бетон кирпич гравий песок тяже- керами- керам- щебень кварце лый стекло гранит кирпич ческий зитовый плотный вый Общая 0 0 2 – 5 – 15 25 – 35 72 3– пористость – – – – – Пустотность 40 – 45 35 – 50 25 – •• Лабораторная работа № Пустотность также является характеристикой пустотелых строительных изделий (нап ример, бетонных, керамических блоков).

. Определение теплопроводности Теплопроводность – способность материала передавать тепло через свою толщу за счёт разницы температур на ограничивающих поверхностях.

Это свойство характеризуется коэффициентом теплопроводности [Вт/(м · К)], ве личина которого позволяет судить о теплозащитных свойствах различных материалов.

Теплопроводность связана с минерально-вещественным составом, структурой материалов, плотностью, влажностью, температурой окружающей среды. Так, например, с увеличением пористости теплопроводность будет снижаться, т.к. при t = 20 °С теплопроводность воздуха возд = 0,023 Вт/(м ·°С) всегда меньше теплопроводности твердого вещества, из которого со стоит строительный материал.

Точное значение для каждого материала определяется экспериментально.

Для материалов, находящихся в воздушно-сухих условиях и имеющих плотность в пределах 2500 – 2700 кг/м3, коэффициент теплопроводности можно ориентировочно рас считать по формуле В.П. Некрасова:

= 1,16 0, 0196 + 0, 22d 2 0,16, (1.15) с где d = – безразмерная величина, характеризующая отношение средней H 2O плотности материала к плотности воды (при 4 °С).

Таблица Расчёт коэффициента теплопроводности по формуле В.П. Некрасова Наименование Коэффициент теплопроводности Средняя плотность c, кг/м материала, Вт/(м · °С) • 10 • Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов Часть Механические свойства строительных материалов Цель работы: изучить основные механические свойства строительных материалов.

Механические свойства характеризуют способность материала сопротивляться раз рушающему или деформирующему воздействию внешних сил. К механическим свойствам относят: прочность, упругость, пластичность, хрупкость, твердость, истираемость и др.

1. Прочность Прочность – свойство материала сопротивляться внутренним напряжениям и деформациям, возникающим в материале под действием внешних факторов. Прочность материала зависит от размеров, формы образца, скорости его нагружения и других фак торов (рис. 2 – 4). Методика определения прочности для каждого материала определяется нормативно-техническими документами.

Рис. 2. Схема разрушения бетонных образцов:

а) кубических;

б) кубических, со смазанными опорными гранями;

в) призматических.

Предел прочности при осевом сжатии:

F, Rcж = A (1.16) где F – разрушающая нагрузка, Н;

А – площадь поперечного сечения образца, м2.

Характерные образцы для определения прочности строительных материалов разрушающими методами приведены в табл. 9. Если существует необходимость определить прочность не разрушая образец, то используют другие методы: ультразвуковые, радио метрические, ударные и др.

• 11 • Лабораторная работа № Рис. 3. Испытания бетонных образцов на сжатие Таблица Стандартные схемы испытаний образцов и изделий при определении прочности Размер Расчётная Образец Эскиз Материал стандартного формула образца, мм 1 2 3 4 При сжатии бетон 15x15x F раствор 7,07x7,07x7, Rcж = Куб природный 5x5x5 и др.

a камень бетон d=15, h= 4F природный d=h=5,7,10, Rcж = Цилиндр камень d • 12 • Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов Расчётная Размер стандарт Образец Эскиз Материал ного образца, мм формула 1 2 3 4 При сжатии Призма бетон а=10,15, F Rn = h=40,60, а2 древесина a=2, h= Составной F а=12, b=12, Rcж = образец кирпич h= A Половина F образца призмы, а= Rcж = изготовленной цемент А=25 см A из цементного раствора Проба щебня крупный d= m1 m Dp = 100% (гравия) заполнитель для h= m в цилиндре бетона При изгибе Призма, 3F l цемент 4x4x R изг = кирпич 2bh 2 кирпич 12x6,5x2, в натуре Fl 15x15x R изг = бетон Призма bh 2 2x2x древесина При растяжении 4F Rр = l = 5;

l 10d бетон d 2 5x5x Стержень, 10x10x восьмёрка, F призма Rр = сталь d2 d= Примечание. В соответствии с некоторыми стандартами при определении прочности испытаниям подвергают не образцы, а изделия.

Предел прочности при изгибе (см. табл. 9) M Rизг =, (1.17) W где M – изгибающий момент, Н/м;

W – момент сопротивления, м3.

• 1 • Лабораторная работа № Рис. 4. Цементная смесь, залитая в формы-балочки размером 40х40х160 мм Предел прочности при осевом растяжении (см. табл. 9) (1.18) F, Rизг = A где F – разрушающее усилие, Н;

А – площадь поперечного сечения образца, м2.

Наряду со статической прочностью в необходимых случаях определяют динамическую прочность (ударную вязкость), характеризующую способность материала сопротивляться ударным нагрузкам, и усталостную прочность, характеризующую способность материала сопротивляться разрушению при повторных нагрузках.

Материалы и оборудование: гипсовые или растворные балочки в сухом и насыщенном водой состоянии размером 40x40x160 мм, линейка, прибор МИИ-100, пресс на 5(10) т.

Выполнение работы. Предел прочности образцов-балочек при изгибе определяют на машине МИИ-100. Образец устанавливают на опорные элементы прибора так, чтобы его плоскости, бывшие при изготовлении горизонтальными, находились в вертикальном положении. Затем в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору, производят испытание образцов. При разрушении образца автоматически отключается электродвига тель, счетчик прибора останавливается, показывая предел прочности образца при изгибе (в кгс/см2). За результат испытаний принимают среднее арифметическое двух наибольших значений прочности, полученных для трёх образцов (табл. 10).

• 1 • Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов Таблица Прочность при изгибе испытанных образцов Показатель Номер образцов 1 2 Предел прочности при изгибе насыщенных водой образцов Rизг, МПа нас Средний предел прочности при изгибе насыщенных водой образцов, Rизг, МПа нас Предел прочности при изгибе образцов в сухом со сух стоянии, Rизг, МПа Средний предел прочности при изгибе образцов в сух сухом состоянии, Rизг, МПа Половинки балок испытывают на сжатие, для чего применяют стальные пластинки размером 40x62,5 мм, площадью 25 см2 (рис. 5).

Рис. 5. Испытание половинок балочек на сжатие Каждый образец помещают таким образом, чтобы боковые грани, которые при изго товлении прилегали к стенкам формы, находились между двумя пластинками (рис. 5). Затем образец помещают в центре нижней плиты пресса и сжимают со скоростью 2x0,5 МПа/с. В момент разрушения образцов снимают отсчёт по манометру. Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле (1.16).

Средний предел прочности при сжатии определяют как среднее арифметическое значение из четырёх наибольших результатов для шести образцов половинок балочек.

Таблица Результаты испытания половинок-балочек на сжатие Номер образца Показатель 1 2 3 4 5 А, см Площадь сечения Разрушающая нагрузка F, кгс Предел прочности при сжатии отдельного образца Rсж, МПа Средний предел прочности при сжатии Rсж, МПа • 1 • Лабораторная работа № 2. Истираемость Истираемость – свойство материала постепенно разрушаться тонкими слоями под действием истирающих усилий;

оценивается потерей первоначальной массы образца, отнесённой к единице его площади или уменьшением толщины материала:

m m, (1.19) И= A где m – масса образца до испытания, г;

m1 – масса образца после испытания, г;

А – площадь истирания, см2.

Истираемость материала необходимо учитывать при проектировании и эксплуатации дорожных покрытий, тротуаров и др.

Материалы, имеющие небольшую истираемость, являются более износостойкими.

Истираемость строительных материалов определяют специальными приборами, конструкция которых зависит от вида материала. Так, для определения истираемости при родных и искусственных каменных материалов используют установку типа «круг истира ния», например ЛКИ-2 или ЛКИ-3 (рис. 6).

Рис. 6. Круг истирания 1 – чугунный диск;

2 – образец материала;

3 – воронка для абразивного материала.

Предварительно подготовленные образцы кубической или цилиндрической формы выдерживают не менее 2-х суток перед испытанием в помещении лаборатории, затем взвешивают и определяют площадь истираемой грани. На истирающий диск высыпают абразивный материал (песок, шлифовальное зерно) и устанавливают образцы, прикладывая к ним нагрузку, затем включают привод круга.

Через определенное количество оборотов прибор останавливают, заменяют абра зивный материал и снова включают привод круга. Эти операции повторяют определённое количество раз, что составляет один цикл испытаний. После каждого цикла образцы пово рачивают на 90 °С относительно их вертикальной оси. После определенного для каждого материала нормированного количества циклов образцы извлекают, протирают сухой тка нью и взвешивают.

Истираемость определяют по формуле (1.19) с погрешностью до 0,1 г/см2.

• 1 • Исследование влияния макроструктуры на физико-механические свойства строительных материалов Нормативные документы 1. ГОСТ 18105. Бетоны. Правила контроля прочности.

2. ГОСТ 10180. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

3. СТБ 1570-2005. Бетоны ячеистые. Технические условия.

4. ГОСТ 31359-2007. Бетоны ячеистые автоклавного твердения. Технические условия.

5. EN 771-4:2003+А1:2005. Требования к строительным блокам. Часть 4. Строительные блоки из автоклавного ячеистого бетона.

6. prEN 12602:2005. Сборные армированные элементы из автоклавного ячеистого бетона.

Контрольные вопросы 1. По какой формуле определяют истинную плотность строительных материалов?

2. По какой формуле определяют среднюю плотность строительных материалов?

3. По какой формуле определяют насыпную плотность строительных материалов?

4. Как определяют пористость строительных материалов?

5. По какой формуле определяют прочность при сжатии строительных материалов?

6. Что понимается под усадкой при высыхании строительных материалов?

7. По какой формуле определяют теплопроводность плотных строительных материалов?

8. По какой формуле определяют истираемость строительных материалов?

• 1 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ Цель работы: исследовать структуру и свойства горных пород.

Главным сырьём для получения строительных материалов являются горные породы и минералы. Горные породы – природные агрегаты минералов более или менее постоянного состава и строения, являющиеся продуктом геологических процессов и образующие в земной коре самостоятельные тела.

Свойства горной породы во многом определяются свойствами породообразующих минералов.

Горные породы состоят из множества химических соединений и элементов, преоб ладающими из которых являются: SiO2(59 %), Al2O3(15 %), CaO(5 %), Na2O(4 %), Fe2O3(3,8 %), MgO(3,5 %).

Минералы – это однородные по химическому составу и физическим свойствам природные тела. В природе более 7000 минералов и их разновидностей, но лишь около 50 минералов встречаются наиболее часто, входя в состав главнейших горных пород. Эти минералы называют породообразующими.

В зависимости от химического состава минералы делят на классы: силикаты, карбонаты, оксиды, сульфаты, сульфиды, самородные элементы и др.

• Силикаты – наиболее многочисленная группа минералов. В зависимости от кристаллической структуры силикаты разделяют на группы:

Полевые шпаты – каркасные алюмосиликаты калия (ортоклаз K2O · Al2O3 · 6SiO2), натрия и кальция (плагиоклазы – альбит Na2OAl2O3 · 6SiO и анортит CaO · Al2O3 · 2SiO2 ). Неустойчивы к химическому выветриванию на поверхности земли, в результате которого образуют глинистые соединения. Полевые шпаты входят в состав гранитов, сиенитов, гнейсов и др.

Ортоклаз (K2O · Al2O3 · 6SiO2) – характерной особенностью является совершенная спайность в двух направлениях, плотность 2500 – 2700 кг/м3, стеклянный блеск, светлая окраска от белого, желтоватого, розоватого до красного.

Слюды – алюмосиликатные минералы сложного химического состава, слоистого, листового или чешуйчатого строения, характерной особенностью которых является способность легко расщепляться на очень тонкие пластинки. Слюды входят в состав большинства изверженных и некоторых метаморфических пород.

Мусковит – калиевая слюда KAl2(OH)2 [AlSi3O10] имеет невысокую твердость ( 2), плотность 2800…3100 кг/м3, перламутровый блеск, цвет – белый, серебристый, бесцветный, дымчатый.

Биотит – железисто-магнезиальная слюда K(MgFe)3 [Si3AlO10] [OH,F]2 бурого, темно зеленого или чёрного цвета, твердость 2…3, плотность 2800 – 3200 кг/м3.

Глинистые минералы – образовались в результате выветривания алюмосиликатных минералов, имеют слоистое, листовое или чешуйчатое строение, входят в состав глин, суг линков, супесей.

Каолинит (Al2O3 · 2SiO2 ·2H2O) – в природе встречается в виде рыхлых чешуйчатых или плотных тонкозернистых агрегатов белого цвета с желтоватым или зеленоватым оттенком в составе каолинитов и полиминеральных глин. Материал легко рассыпается при нажатии (твердость 1), имеет землистый излом, жирный на ощупь. Плотность около 2600 кг/м3.

Железисто-магнезиальные силикаты – представители этой группы: пироксены (цепные силикаты), амфиболы (ленточные силикаты), оливин (островные силикаты) – отличаются сложным химическим составом, большой плотностью, прочностью, вязкостью, а также тёмным цветом, из-за которого их ещё называют тёмноокрашенными минералами.

• 1 • Природные каменные материалы Авгит CaO · 2(Mg,F)O · (Al,Fe)2O3 · 3SiO2 – относится к пироксенам. Цвет от тёмно-зеленого до чёрного, блеск стеклянный, твердость 5…6, плотность 3200 – 3600 кг/м3, входит в состав извержённых пород.

Роговая обманка (Ca3Na2(Mg,Fe)8 · (Al,Fe)4 · Si14O14(OH)4 – разновидность амфиболов тёмно-зеленого, бурого или чёрного цвета со стеклянным блеском. Твёрдость 5.5…6.5, плотность 3100 – 3400 кг/м3, входит в состав изверженных пород (сиенит, габбро).

Хризотил-асбест 3Mg · 2SiO2 · 2H2O – вторичный железисто-магнезиальный силикат, образовавшийся при выветривании оливина. Структура кристаллическая, тонковолокнис тая. Цвет от желтовато-зеленого, оливкового до тёмного буро-зеленого, в распушенном состоянии – белый, желтоватый. Плотность 3000 – 500 кг/м3. Входит в состав изверженных пород.

• Карбонаты – это минералы, представляющие собой соли угольной кислоты (в ос новном карбонаты Са и Mg), являются породообразующими для осадочных и метамор фических пород.

Кальцит СаСО3 – кристаллический минерал бесцветного или белого с оттенками цвета, совершенной спайности по трем направлениям, плотностью 2600 – 2800 кг/м3. При ударе распадается на ромбические кристаллы. Плохо растворим в воде, но растворяется с бурным вскипанием в 10% НСl. Встречается в известняках, мраморах и др. карбонатных породах.

Доломит CaCO3 · MgCO3 – минерал белого или серовато-желтого цвета, плотность 2800 кг/м3, твердость 3.5…4. Образует породу того же названия и входит в состав из вестняков.

• Оксиды и гидроксиды – минералы, представляющие собой соединения элементов с кислородом или гидроксильной группой (кварц SiO2, корунд Al2O3, гематит Fe2O3 и др.) Кварц SiO2 – наиболее распространённый минерал этой группы, входит в извержённые (гранит), осадочные (кварцевые пески), метаморфические породы (кварцит). Разновидности кварца: горный хрусталь, аметист, халцедон, кремень, опал, агат и др. Кварц является одним из наиболее прочных минералов. При обычных условиях кварц химически инертен, поэтому устойчив к выветриванию. Плотность 2650 кг/м3, спайность отсутствует, излом раковистый.

В зависимости от примеси и условий образования кварц может быть прозрачным или матовым, бесцветным, белым, серым, фиолетовым, черным (морион).

В природе часто встречается гидратированный аморфный кремнезем – опал (SiO2 · nH2O), который, в отличие от кварца, обладает большой реакционной способностью.

• Сульфаты – в этот класс входит более 260 минералов, однако среди них мало соединений достаточно устойчивых в земной коре. Представители этого класса харак теризуются невысокой твердостью и прочностью, высокой спайностью, светлой окраской.

Сульфаты (гипс, ангидрит, барит, мирабилит и др.) входят в состав осадочных пород.

Гипс (CaSO4 · 2H2O) – кристаллический минерал с плотностью 2300 кг/м3, белого цвета, твердость 1.5…2, спайность совершенная, но в зернистых и волокнистых массах не видна, растворим в воде. При обезвоживании гипс переходит в ангидрит.

Ангидрит CaSO4 – кристаллический минерал серого, белого или розового цвета, более твердый, чем гипс (твердость 3…3.5). При длительном контакте с водой переходит в гипс, увеличиваясь в объёме приблизительно на 30 %.

Горные породы Известно более 1000 видов различных горных пород. Горная порода может состоять из одного минерала (мономинеральная) или из нескольких минералов различных по химическому составу и свойствам (полиминеральная). Однако, на физико-механические, технологические и декоративные свойства горных пород оказывает влияние не только химический и минералогический состав, но также их структура (строение) и текстура • 1 • Лабораторная работа № (сложение). Породы с одинаковым минеральным составом, но имеющие разную структуру (например, гранит и кварцевый порфир), обладают разными свойствами.

Структура породы определяется в основном размерами и формой кристаллов или кристаллитов.

Текстура (сложение) – характеризует расположение породообразующих минералов, пор и микротрещин в породе.

Все горные породы по происхождению (генезису) делятся на изверженные, осадочные и метаморфические (рис. 1).

Рис. 1. Генетическая классификация горных пород Изверженные (магматические) породы – образовались в результате застывания магмы на поверхности земли (излившиеся или эффузивные породы) или в толще земной коры (глубинные или интрузивные породы).

Гранит (от латинского «гранум» – зерно) – наиболее распространенная изверженная порода, представляет собой массивную, равномерно зернисто-кристаллическую плотную породу. Состоит из кварца (20…40 %), полевого шпата, ортоклаза (реже – плагиоклаза), слюды, иногда роговой обманки и авгита. Средняя плотность гранитов 2600…2800 кг/м3, прочность 100…250 МПа. Цвет гранита серый или красный с оттенками. Граниты применяют для произ-водства щебня, облицовочных материалов и др.

• 20 • Природные каменные материалы Габбро – горная порода, состоящая в основном из плагиоклаза (около 50 %) и пироксена;

реже в состав входят роговая обманка, оливин и биотит. Структура равномерно крупнокристаллическая, цвет серо-, коричнево- или темно-зелёный, средняя плотность 2800 – 3100 кг/м3, прочность при сжатии 200…300 МПа. Используется в основном как облицовочный и декоративный материал.

Базальт – излившийся аналог габбро обычно скрытокристаллической структуры.

Средняя плотность 2800…3300 кг/м3, прочность при сжатии 200…500 МПа. Цвет тёмный с сероватым, тусклым отливом. Применяют как сырьё для каменного литья, для изготовления ваты, дорожных покрытий (шашка, брусчатка), как щебень и др.

Вулканический туф – образуется при цементации и уплотнении вулканических пеп лов, пемзы и др. Средняя плотность 800…1600 кг/м3, прочность при сжатии 5…20 МПа (у плотных туфов до 50 МПа). Используются как стеновой материал, заполнитель для легких бетонов, минеральная добавка.

Осадочные породы образовались из изверженных в результате их разрушения под действием ветра, температуры, воды, жизнедеятельности животных и растительных орга низмов.

Песчаник – порода, состоящая из мелких зерен минералов, связанных природным цементом. Обычно песчаники состоят из зерен кварца и значительно реже – из полевого шпата или из смеси кварца, полевого шпата, слюды и др. В зависимости от вида природного цементирующего вещества и примесей различают глинистый, кремнистый, известковый, железистый, гипсовый, битуминозный и др. песчаники. Прочность при сжатии таких песчаников от 50 до 200 МПа, средняя плотность 2400…2600 кг/м3, цвет светлый серый с желтоватым или красноватым оттенком. Песчаники применяют в виде бута, щебня, иногда штучного камня.

Известняк – горная порода, состоящая в основном из кальцита в виде остатков известняковых раковин и панцирей различных организмов, и лишь небольшая часть известняков образовалась в результате отложения углекислого кальция источников (химические осадки).

В зависимости от состава различают известняки доломитизированные (с примесью магнезита), глинистые (мергелистые), битуминозные, кремнистые и др.

В зависимости от структуры и текстуры известняки бывают: плотные, кристаллические, пористые, ракушечные, туфовые, мраморовидные, землистые (мел) и др. Цвет известняков – белый, серый, желтоватый, красноватый и др.

Свойства известняков зависят от их состава, структуры и текстуры. Плотные аморфно и скрытокристаллические известняки отличаются высокой прочностью (90…150 МПа).

Средняя плотность 200…2600 кг/м3. Применяются для получения бутового камня, щебня, штучных блоков, минерального порошка и минеральных вяжущих.

Известняки-ракушечники состоят из ракушек разных моллюсков, сцементированных природным цементом, содержащим примеси. Ракушечники характеризуются высокой пористостью, низкой средней плотностью 800…1800 кг/м3, теплопроводностью, малой прочностью (около 15 МПа);

легко обрабатываются (подаются распиловке), поэтому при меняются в основном в виде стеновых блоков.

Трепел – состоит из опала, реже халцедона. Пористая рыхлая порода органогенного происхождения белого или серого цвета, со средней плотностью 600…1200 кг/м3, прочно стью до 10 МПа, плохо проводит звук и тепло, используется как минеральная добавка к вяжущим, а также для производства теплоизоляционных материалов.

Гипс – мономинеральная порода. Может содержать небольшое количество примесей (глина, песок, органические вещества). Прочность при сжатии 15…80МПа, средняя плот ность 2000…2300 кг/см3. Применяется для производства вяжущих и изделий на их основе (гипсовых и гипсобетонных), применяемых как звукоизоляционный и стеновой материал, а также для внутренней отделки зданий.

• 21 • Лабораторная работа № Метаморфические породы образовались из изверженных или осадочных пород под воздействием геологических факторов (высокой температуры, давления, а иногда и химических процессов). Метаморфизм выражается чаще всего в изменении структуры и текстуры исходной породы. Видоизменение, как правило, ведет к ухудшению свойств изверженных и улучшению свойств осадочных пород.

Мрамор – зернисто-кристаллическая порода, образовавшаяся в результате перекри сталлизации известняков и доломитов. Состоит из минерала кальцита (кальциевый мра мор) и доломита (доломитовый). Цвет чистого мрамора – белый, но в зависимости от примесей может быть розовый, красный, серый, чёрный. Средняя плотность 2600....

2800 кг/м3, прочность при сжатии 100..300 МПа.

Мраморы не очень хорошо сопротивляются выветриванию.

Применяют мрамор для внутренней облицовки стен, полов. Отходы используют для получения мраморной крошки, которую применяют в декоративных цементах и асфальтовых бетонах.

Кварцит – горная порода, образующаяся путём метаморфизации кварцевых песков и песчаников. Состоит из мелких зерен кварца, сросшихся так, что цементирующее кремнистое вещество слилось с основными зернами и неразличимо под микроскопом.

Цвет кварцита в зависимости от примесей может быть белым, красным, фиолетовым, темно вишневым. Кварцит характеризуется большой плотностью (около 2700 кг/м3), прочностью 200…450 МПа, стойкостью к выветриванию. Применяют кварцит для наружной облицовки повышенной стойкости, в качестве опорных камней под фермы мостов, в виде бута, а также для изготовления огнеупорных (динасовых) изделий.

При разведке месторождений для определения качества горной породы и пригод ности к использованию в строительстве её тщательно изучают сначала в полевых условиях, а затем исследуют в лаборатории. Для лабораторных испытаний отбирают пробы с учётом однородности горной породы в месторождении и с учётом того, что отобранного материала должно быть достаточно для определения физических, механических, технологических и др. свойств. Испытание природных каменных материалов начинают с описания внешних признаков и составления их петрографической характеристики. Для этих целей отбирают крупные куски породы, которые наиболее полно отражают характерные особенности ис следуемой породы.

При составлении петрографической характеристики пользуются молотком, сталь ной иглой, лупой, шкалой твердости, линейкой с миллиметровыми делениями или штан генциркулем, 10 %-м раствором соляной кислоты. При описании фиксируют следующие основные характеристики:

1) размер и форму образца;

для этого отобранный кусок породы измеряют по трём на правлениям;

а затем определяют его форму (правильная, неправильная, кубовидная, ромбическая, параллелепипедная, шаровидная и др.). Это позволяет определить воз можность получения того или иного вида каменного материала;

2) цвет горных пород зависит от минералогического состава, примесей и степени вывет ренности. Природные каменные материалы могут быть светлыми и темноокрашен ными, белыми (почти бесцветными), от жёлтого до красного цвета, зелеными, многоцветными и др. При описании цвета указывают окраску пятен, жилок и т.д.;

3) блеск возникает при отражении световых лучей от поверхности минералов, слагающих горную породу. Вид блеска: яркий (стеклянный), перламутровый (отливает радуж ными цветами), жирный (тусклый), матовый (без блеска). Блеск зависит от показателя преломления светового луча и характера отражающей поверхности. В природе преобладают минералы со стеклянным блеском. Блеск характеризует декоративные свойства минералов и степень выветренности породы;

4) минералогический состав горной породы указывает вид главнейших породообразую щих минералов, величину их включений, равномерность распределения, вид цемен тирующего вещества и его расположение;

• 22 • Природные каменные материалы 5) структура горной породы зависит от условий её формирования. Определяется осмот ром свежего излома. Различают структуру: кристаллическую, порфировую, стеклова тую, зернистую, аморфную и др. (рис. 2).

а) б) в) г) Рис. 2. Виды структур горных пород:

а) кристаллическая, б) порфировая, в) зернистая, г) аморфная и скрытокристаллическая Кристаллически-зернистая структура характеризуется равномерным распо ложением в породе минеральных зерен с приблизительно одинаковым размером для основных минералов. Порфировая структура отличается неравномерной зер нистостью одного минерала (или одних и тех же минералов). Породы с однородной мелкозернистой структурой отличаются более высокой прочностью, стойкостью к выветриванию, обрабатываемостью, по сравнению с породами крупнозернистой и порфировой структуры. Стекловатая структура не имеет явных кристаллических обра зований, такая структура указывает на повышенную хрупкость породы;

6) текстура – отражает перемещение и преобразование вещества в процессе фор мирования горной породы. Текстура может быть: плотная, сланцеватая, пористая, ячеистая и др. (рис. 3).

а) б) в) г) Рис. 3. Типы текстур горных пород:

а) сланцеватая, б) слоистая (полосчатая), в) землистая, г) пористая Наиболее прочными и стойкими являются породы с плотной текстурой.

С увеличением пористости снижается прочность, стойкость к выветриванию, теплопроводность. Сланцеватые породы анизотропны, при ударе они раскалываются в направлении сланцеватости. При определении текстуры учитывают наличие трещин и включений, их размер и расположение. Звук при ударе молотком (звонкий, глухой, дребезжащий) зависит от сложения, влажности и скрытой трещиноватости;

7) спайность – это способность минералов раскалываться по определенным направлениям с образованием гладких поверхностей – плоскостей спайности. Минералы имеют различную спайность:

• весьма совершенная – легко расщепляются на отдельные листочки;

• совершенная – раскалываются по определенным ровным плоскостям;

• несовершенная – плоскости спайности выражены слабо;

• отсутствует – раскалываются по неопределённым направлениям, поверхность излома неровная.

• 2 • Лабораторная работа № Аморфные материалы спайностью не обладают. Спайность снижает прочность и стойкость минерала, а также затрудняет его обработку;

8) излом – характеризует поверхность раскола, прошедшего не по направлениям спайности. Поверхность раскола может быть ровной, неровной, волнистой, рако вистой, шарообразной;

характер раскола – гладкий, шероховатый, землистый и др.

Ребра отдельности могут быть тупые, острые, режущие и др. Излом характеризует обрабатываемость материала, его сцепление с вяжущим;

9) твёрдость – способность материала сопротивляться проникновению в него другого материала. Оценивается по шкале Мооса, которая состоит из десяти минералов, расположенных в порядке возрастания твердости. По твердости минерала можно косвенно судить о его механических свойствах (табл. 1).

Таблица Шкала твердости минералов (по Моосу) № Минерал Характеристика твердости п/п 1. Тальк Легко чертится ногтем 2. Гипс Чертится ногтем 3. Кальцит Чертится ножом 4. Плавиковый шпат С трудом чертится ножом 5. Апатит Царапается ножом 6. Ортоклаз Царапает стекло 7. Кварц Чертит стекло 8. Топаз ~ // ~ 9. Корунд ~ // ~ 10. Алмаз ~ // ~ 10) присутствие карбонатов в каменных материалах определяется воздействием на них 10 %-го раствора соляной кислоты, которая «вскипает» на поверхности образцов пород, содержащих карбонаты.

Кроме составления петрографической характеристики, для каменных материа лов определяют следующие основные свойства;

• истинную плотность;

• среднюю плотность;

• насыпную плотность (для рыхлых пород);

• пористость и пустотность;

• водопоглощение;

• морозостойкость;

• прочность на сжатие (для щебня ещё и дробимость);

• водостойкость;

• истираемость и износ и др.

Цель работы – составление краткой петрографической характеристики основных породообразующих минералов и горных пород.

Материалы и оборудование: коллекция минералов и горных пород;

шкала твердости, линейка с миллиметровыми делениями, стальная игла, лупа, 10% раствор HCl.

• 2 • Природные каменные материалы Выполнение работы. Каждый образец измеряется, внимательно изучается и сос тавляется петрографическая характеристика.

Таблица Характеристика основных породообразующих минералов Структура Хими- Истинная Условие Блеск ность Спай дость Твер № Цвет Минерал Группа ческий плотность, нахождения пп кг/м состав в природе Таблица Характеристика основных горных пород прочности при сжатии, МПа ный состав Минераль Структура Текстура Средняя Предел № Горная Под Цвет Группа плотность, Применение пп порода группа кг/м Контрольные вопросы 1. Что такое минерал?

2. Из чего состоит горная порода?

3. Назовите основные минералы группы силикатов.

4. Назовите основные минералы группы карбонатов.

5. Назовите основные минералы группы сульфатов.

6. В чем различия между «структурой» и «текстурой» горной породы?

7. Как подразделяют горные породы по происхождению (генезису)?

8. Как определяют твердость минералов?

• 2 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ РАЗМЯГЧЕНИЯ И КОНСТРУКТИВНОГО КАЧЕСТВА БЕТОНОВ И ДРУГИХ МАТЕРИАЛОВ Цель работы: изучить методики определения коэффициентов размягчения и конструктивного качества бетонов и других материалов.

В результате насыщения строительного материала водой, как правило, происходит ослабление контактных связей между структурообразующими элементами бетонов, керамических и др. материалов, вследствие чего их прочность, например, при сжатии уменьшается на некоторую величину.

Водостойкость – способность материалов сохранять свои эксплуатационные свойства при длительном воздействии воды. Последнее может приводить к физической сорбции воды материалами, к их набуханию и/или химическому взаимодействию с водой (хемосорбции).

На рис. 1 представлен образец водостойкого ячеистого бетона автоклавного твердения.

Рис.1. Образец ячеистого бетона автоклавного твердения в воде Водостойкость строительных материалов принято оценивать по величине коэф фициента размягчения (Кразм.). Как параметр качества Кразм приведен в СТБ 4.204-95.

«Материалы вяжущие. Номенклатура показателей».

Связь между пределом прочности при сжатии (R) и средней плотностью () используют для оценки удельной прочности материала, вычисляя коэффициент конструктивного качества (К).


1. Средства испытаний:

• ванна для насыщения образцов;

• сетчатые контейнеры для размещения образцов;

• шкаф сушильный лабораторный типа СНОЛ, обеспечивающий поддержание тем пературы (105±5) °С;

• весы лабораторные по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,1 г;

• пресс для испытаний на сжатие по ГОСТ 28840 с погрешностью измерения нагрузки ±1 %;

• штангенциркуль по ГОСТ 166, с погрешностью измерения ±0,05 мм.

• 2 • Определение коэффициентов размягчения и конструктивного качества бетонов и других материалов 2. Условия проведения испытаний В помещении для проведения испытаний должна быть температура (20±2) °С и относительная влажность воздуха (50±15) %.

3. Порядок подготовки к испытаниям Испытания бетона проводят при достижении им прочности при сжатии, соответствую щей его классу. Коэффициент размягчения (Кразм.) бетона определяют путем испытания образцов-кубов размерами 150150150 мм или образцов-цилиндров диаметром и высотой 100 мм (допускается использование образцов (кубов или цилиндров) других размеров).

Образцы (кубы или цилиндры) выпиливают только из средней части контрольных неармированных изделий в соответствии с ГОСТ 10180.

Размах значений средней плотности образцов, определяемый как разность между максимальным и минимальным значениями средней плотности тяжелого бетона в партии, должен составлять не более 30 кг/м3 (коэффициент вариации средней плотности – не более 5 %), для ячеистого бетона – не более 10 кг/м3.

Тождественные по внешним параметрам образцы распределяют в 2 группы случайным образом. Количество образцов в группах должно быть одинаковым и составлять 3 – 6 шт. в одной группе.

Образцы бетона 1-й группы перед испытаниями насыщают водопроводной водой при температуре (18±2) °С. При 20 °С водопроводная вода должна иметь рН=7,9-8,0.

Насыщение образцов бетона 1-й группы производят погружением в воду (с обеспечением условий, исключающих их всплытие) на 1/3 их высоты с последующим выдерживанием в течение 8 ч;

затем погружением в воду на 2/3 их высоты и выдерживанием в таком состоянии еще 8 ч, после чего образцы погружают полностью и выдерживают в таком состоянии еще 24 ч. При этом образцы должны быть со всех сторон окружены слоем воды толщиной не менее 20 мм.

Образцы цементного (силикатного) бетона 2-й группы сушат до постоянной массы при температуре не более 105 °С. Гипсобетонные образцы сушат при температуре не более 55 °С.

4. Проведение испытаний Определяют среднюю плотность бетона (в образцах 2-й группы) в высушенном до постоянной массы состоянии (ср), а также прочность при сжатии бетона в образцах 1-й группы (Rв) и 2-й группы (Rс).

Результаты определений заносят в табл.

ср, кг/м Rв, МПа Rс, МПа Среднее Среднее Среднее Кразм. К 5. Порядок обработки и оформления результатов испытаний Предел прочности при сжатии определяют по формуле (СТБ 4.206-94, ГОСТ 10180-90) R=F A [МПа], где F – разрушающая нагрузка;

А – площадь поперечного сечения образца до испытания.

• 2 • Лабораторная работа № Средняя плотность (ср) – масса единицы объема материала (изделия) в естественном состоянии с пустотами и порами cp = m / V, где ср – средняя плотность, кг/м3;

m – масса материала (изделия) в естественном состоянии, кг;

V – объем материала (изделия), м3.

Коэффициент размягчения (Кразм.) материалов в изделиях определяют с точностью до 1 % по формуле Кразм = RB / Rс 1, где Rв – среднее арифметическое значение прочности при сжатии бетона, насыщенного водой;

Rс – среднее арифметическое значение прочности при сжатии бетон в высушенном до постоянной массы состоянии.

При Кразм 0,75 – 0,8 материалы водостойки, при Кразм 0,75 – 0,8 – не водостойки.

Коэффициент размягчения заполнителя определяют по соотношению прочности за полнителя в насыщенном водой состоянии и его прочности в сухом состоянии по ГОСТ «Заполнители пористые неорганические для строительных работ. Методы испытаний».

Связь между пределом прочности при сжатии (Rс) и средней плотностью (ср) исполь зуют для оценки удельной прочности материала, вычисляя безразмерный коэффициент конструктивного качества (К) по формуле K = Rс / ср, где ср – средняя плотность материала в сухом (в высушенном до постоянной массы) состоянии, кг/м3.

Для пористых бетонов (ср 1000 кг/м3) К= Rсж /ср2.

Результаты расчетов параметров Кразм и К заносят в таблицу.

Нормативные документы 1. СТБ 4.204-95. Материалы вяжущие. Номенклатура показателей.

2. ГОСТ 10180. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам.

3. СТБ 1544-2005. Бетоны конструкционные тяжелые. Технические условия.

4. СТБ 1187-99. Бетоны легкие. Технические условия.

5. СТБ 1570-2005. Бетоны ячеистые. Технические условия.

Контрольные вопросы 1. Что понимается под водостойкостью строительных материалов?

2. Какими технологическими приемами можно повысить водостойкость материалов?

3. По какой формуле определяют коэффициент размягчения (Кразм) материалов в изделиях?

4. При каком уровне значений Кразм материалы считают водостойкими?

5. Чем характеризуется связь между пределом прочности при сжатии и средней плот ностью материала?

6. По какой формуле определяют удельную прочность (коэффициент конструктивного качества) плотных материалов?

7. По какой формуле определяют удельную прочность (коэффициент конструктивного качества) пористых бетонов (ср 1000 кг/м3)?

• 2 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Цель работы: изучить методику определения водопоглощения строительных материалов.

Водопоглощение – способность строительного материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение в основном зависит от природы пор (замкнутые, открытые), их размеров и степени гидрофильности строительного материала. На рис. 1 представлен фрагмент плотного керамического образца, а на рис. 2 – фрагмент газобетона автоклавного твердения с развитой открытой пористостью.

Рис. 2. Фрагмент газобетона автоклавного твердения Рис. 1. Фрагмент плотного керамического образца Водопоглощение характеризуется количеством воды, поглощенной материалом, пол ностью погруженным в воду. Различают водопоглощение по массе – Wм и водопоглощение по объему – Wо.

1. Определение водопоглощения при атмосферном давлении в воде с температурой (20±5)°С 1.1. Средства испытания • ванна для насыщения образцов;

• сетчатые контейнеры для размещения образцов;

• электрошкаф сушильный по ТУ 16-681.032 или любой другой конструкции, обес печивающий поддержание температуры (105±5) °С;

• весы лабораторные по ГОСТ 24104 с погрешностью взвешивания ±0,1 г;

• штангенциркуль по ГОСТ 166, с погрешностью измерения ±0,05 мм;

• весы по ГОСТ 24104.

1.2. Подготовка к испытанию Водопоглощение определяют не менее чем на трех образцах.

Образцы керамических изделий предварительно высушивают до постоянной массы.

Водопоглощение силикатных изделий определяют без предварительного высушивания образцов.

• 2 • Лабораторная работа № 1.3. Проведение испытания Образцы укладывают в один ряд по высоте с зазорами между ними не менее 2 см на решётку в сосуд с водопроводной водой температурой (20±5) °С так, чтобы уровень воды был выше верха образцов на 2 – 10 см. При 20 °С водопроводная вода должна иметь рН=7,9 – 8,0. Образцы выдерживают в воде до полного водонасыщения.

Насыщенные водой образцы вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взве шивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу образца, насыщенного водой. Взвешивание каждого образца должно быть закончено не позднее 2 мин после его удаления из воды. После взвешивания образцы силикатных изделий высушивают до постоянной массы.

1.4. Обработка результатов Водопоглощение по массе, %, материала определяется из выражения:

Wм = (mв – mс ) / mс, (4.1) где mв – масса образца в водонасыщенном состоянии, mс – масса образца, высушенного до постоянной массы.

Водопоглощение по объему, %, рассчитывают по формуле Wо = Wм ср / в, (4.2) где ср – средняя плотность материала, кг/м3;

в – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Результаты расчетов параметров Wм и Wо заносят в табл. 1.

Таблица Результаты определения водопоглощения Вид строительного mв mс Wм Wо материала Среднее Среднее Объем открытых капиллярных пор материала принимают равным величине Wо.

2. Определение водопоглощения керамических изделий при атмосферном давлении в кипящей воде Методы определения водопоглощения при атмосферном давлении в воде темпера турой (20±5) °С и в кипящей воде не взаимозаменяемы.

2.1. Средства испытания – по п. 1.1.

Электроплитка по ГОСТ 14919 или любой другой нагревательный прибор, обес печивающий кипячение воды в сосуде.

• 0 • Определение водопоглощения строительных материалов 2.2. Подготовка к испытанию – по п. 1.2.

2.3. Проведение испытания Образцы укладывают в сосуд с водой, нагревают и доводят до кипения (приблизи тельно 1 ч), кипятят 1 ч и оставляют на 16 – 19 ч остывать до температуры помещения. Далее поступают по п. 1.3.

2.4. Обработка результатов – по п. 1.4.

Результаты расчетов параметров Wм и Wо заносят в табл. 2.

Таблица Результаты определения водопоглощения mв mс Wм Wо Вид строительного материала:

Средний объём образца см V= Среднее Среднее Нормативные документы 1. СТБ EN 772-10-2008 «Методы испытаний строительных блоков. Часть 2. Определение влажности силикатных блоков и блоков из автоклавного ячеистого бетона».

2. ГОСТ 7025-91 Кирпич и камни керамические и силикатные. Методы определения водопоглощения, плотности и контроля морозостойкости 3. ГОСТ 12730.0-78 Бетоны. Общие требования к методам определения плотности, влажности, водопоглощения, пористости и водонепроницаемости.

4. ГОСТ 12730.3-78 Бетоны. Методы определения водопоглощения.


Контрольные вопросы 1. Что понимается под водопоглощением строительных материалов?

2. Чем отличается влажность от водопоглощения?

3. От каких основных факторов зависит водопоглощение строительных материалов?

4. По какой формуле определяют водопоглощение по массе?

5. По какой формуле определяют водопоглощение по объему?

• 1 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Цель работы: изучить методы определения водопоглощения теплоизоляционных материалов.

Водопоглощение – способность погруженного в воду материала впитывать её, а затем удерживать молекулярными и капиллярными силами при атмосферном давлении.

Водопоглощение теплоизоляционного (ТИ) строительного материала в основном зависит от природы пор (замкнутые, открытые), их размеров и степени гидрофильности строительного материала.

Различают водопоглощение по массе (Wм) и водопоглощение по объему (Wо).

Классификация ТИ материалов приведена в ГОСТ16381 «Материалы строительные теплоизоляционные. Классификация и общие технические требования». На основании анализа положений ГОСТ 16381 к группе ТИ строительных материалов могут быть отнесены материалы с 0,175 Вт/(м·К). На рис. 1 – 5 представлены макроструктура, внешний вид и применение теплоизоляционных изделий.

Согласно СТБ 1570-2005 «Бетоны ячеистые. Технические условия» такую тепло проводность имеют ячеистые бетоны марки по средней плотности D 650-D700 и ниже (по ГОСТ 16381 к ТИ относят материалы с 600 кг/м3). В СТБ 1570 дано определение:

«Теплоизоляционный бетон – бетон, применяемый для теплоизоляции строительных кон струкций и изделий».

Достижением в СНГ является производство в Республике Беларусь (РБ) плит из не гидрофобизированного газобетона автоклавного твердения (ГАТ) по CTБ 1034-96 «Плиты теплоизоляционные из ячеистых бетонов. ТУ». Эти изделия предназначены для утепления строительных конструкций и изоляции промышленного оборудования при температуре изолируемой поверхности до 400 °С. Размеры плит 588100288(576) мм, 0,185 Вт/(м·К).

Рис. 1. Макроструктура газобетона автоклавного твердения ( = 410 кг/м3) Рис. 2. Образец перлитоцементного изделия в виде кирпича • 2 • Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов Рис. 3. Минеральные волокна Производятся изделия из армированного пенобетона по ТУ 5767-001-59386153-2003, а также пористый заполнитель по CTБ 1724-2007 «Утеплитель дроблёный из ячеистых бетонов» и смесь по ТУ BY 100122953.538-2007 «Растворные смеси из отходов производства автоклавного ячеистого бетона».

В ТКП 45-2.04-43-2006 «Строительная теплотехника. Строительные нормы проекти рования» (в странах СНГ и Европы действуют аналогичные нормативные документы;

например, в Украине вместо СНиП II–3-79 «Строительная теплотехника» с 2007 г. действует ДБН В.2.6-31:200 «Конструкції будівель і споруд. Теплова ізоляція будівель»;

в Германии в качестве нормативного документа по строительной теплотехнике принят DIN 4108) приве дены данные о пено-, газостекле с =200, 300 кг/м3 (=0,11;

0,12 Вт/(м·К)) при условиях эксплуатации конструкций «Б», а также имеются данные о пено-, газобетоне с =300 кг/м (=0,10 Вт/(м·К)).

Рис. 4. Фрагмент армированной стены с несъемной опалубкой из пенополистирола •  • Лабораторная работа № Рис. 5. Фрагмент несъемной опалубки из пенополистирола и пеностекла Есть данные о поризованном гипсоперлитовом растворе с =400 кг/м3 (=0,15 Вт/(м·К)).

В ограниченных объемах производятся в СНГ изделия из перлитобетонов с 300 кг/м3. Например, один из крупнейних производителей ВПП – акционерное общество «Стройперлит» (РФ) выпускает комбинированные ТИ вкладыши по ТУ 5767-006-04002183-01, а Апрелевский опытный завод теплоизделий (филиал АО «Теплопроект», РФ) производит плиты с размерами 500х500х50 мм из перлитоцементных смесей с добавлением асбеста по ТУ 36.1022-72-96.

В РБ производят ТИ изделия по СТБ 1125-98 «Плиты перлитоасбестовые тепло изоляционные жаростойкие». В Украине выпускаются перлитобентонитовые обжиговые негидрофобизированные ТИ твердые изделия по ДСТУ Б.В.2.7-15-95, предназначенные для тепловой изоляции различного оборудования.

В ограниченных объемах в СНГ производят стеновые и ТИ изделия из перлитобетонов на основе жидкого стекла, магнезиального и полимерных вяжущих, а также изделия на основе вермикулита (плиты «Версил») и заполнителей из различных вспученных стекол (Керпен, Poraver и др.).

В РБ выпускают в основном мелкопористые ГАТ с 200500 кг/м3 (размер макропор dмах200 мкм при =200 кг/м3). На рис. 1 представлена макроструктура ТИ ГАТ с развитой открытой пористостью.

Промышленность РБ производит также ТИ материалы и изделия на основе базаль тового волокна (см. рис.3), изделия из пористых пластмасс (пенополистирола и др.;

см. рис. 4):

1. СТБ 1102-98. Плиты теплоизоляционные. Полистиролбетонные. Технические ус ловия.

2. СТБ 1161-99. Плиты теплоизоляционные из синтетических волокон. Технические условия.

3. СТБ 1246-2000. Пенопласт теплоизоляционный на основе карбамидоформаль дегидной смолы. Технические условия.

•  • Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов 4. ГОСТ 10499-95. Изделия теплоизоляционные из стеклянного штапельного волокна.

5. ГОСТ 21880-94. Маты прошивные из минеральной ваты теплоизоляционные.

Технические условия.

Испытания ТИ строительных материалов производят по ГОСТ 17177 «Материалы и изделия строительные теплоизоляционные. Методы испытаний», а также по стандартам СТБ ЕN и ЕN.

1. Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов при кратковременном погружении Метод позволяет оценить водопоглощение изделий, подвергаемых воздействию дождя продолжительностью 24 ч, при проведении строительных работ. Образец, предназначен ный для испытания, частично погружают в воду на 24 ч и определяют изменение его массы.

Излишнюю воду, удерживаемую на поверхности образца, но не поглощенную им, удаляют, давая ей возможность стечь (метод А), или учитывают путем вычитания массы первоначально поглощенной воды (метод В).

Приборы и оборудование:

1. Весы для взвешивания образцов с погрешностью не более 0,1 г.

2. Емкость с водой, снабженная устройством для поддержания уровня воды в преде лах ±2 мм;

пригруз, удерживающий образец в частично погруженном положении.

3. Подставки для образца, которые не должны закрывать более 15 % площади грани образца, погружаемой в воду (рис. 6).

4. Водопроводная вода температурой (23±5) °С.

5. Приспособления для стекания воды. Примеры приспособлений приведены на рис. 7.

Рис. 6. Устройство для испытания образцов при частичном погружении:

1 – емкость с водой;

2 – пригруз, удерживающий образец в частично погруженном положении;

3 – образец Рис. 7. Приспособления для стекания воды: 1 – сетка из нержавеющей стали;

2 – образец;

3 – перфорированные листы из нержавеющей стали •  • Лабораторная работа № Подготовка к испытанию Толщина образцов должна быть равна толщине изделия, из которого они вырезаны.

Образцы должны иметь форму прямой призмы с квадратным поперечным сечением размером стороны (200±1) мм. Количество образцов указывают в стандарте на конкретное изделие. Если количество образцов не установлено, то испытывают не менее четырех образцов.

Образцы вырезают так, чтобы их боковые грани не совпадали с боковыми гранями изделия. При подготовке образцов к испытанию не допускается нарушать структуру изделия, из которого вырезаны эти образцы. Любые оболочки, облицовки и/или покрытия должны быть сохранены.

Образцы перед испытаниями выдерживают не менее 6 ч при температуре (23±5) °С.

В случае разногласий образцы выдерживают при температуре (23±2) °С и относительной влажности воздуха (50±5) % в течение времени, указанного в стандарте на конкретное изделие.

Проведения испытаний Испытания проводят при температуре (23±5) °С. В случае разногласий испытания проводят при температуре (23±2) °С и относительной влажности воздуха (50±5) %.

Применяемый метод испытания (А или В) указывают в стандарте на конкретное изделие.

Размеры образцов определяют в соответствии с ЕН 12085.

Водопоглощение определяют по массе:

Wm = mнас mсух 100%, (5.1) mсух где mнас, mсух – масса образца, соответственно, в насыщенном водой и сухом состоянии, г.

Метод А (стекание воды) Образцы взвешивают с погрешностью не более 0,1 г для определения первоначальной массы m0.

При проведении испытания половину всех образцов помещают в емкость одной из лицевых граней вниз, а вторую половину образцов – противоположной гранью вниз.

Образец помещают в пустую емкость на подставки и при помощи пригруза приклады вают нагрузку, достаточную для удержания образца в состоянии частичного погружения в воде. Осторожно добавляют в емкость воду до тех пор, пока нижняя грань образца не будет находиться на (10±2) мм ниже поверхности воды (см. рис. 6). Во время испытаний уровень воды должен оставаться постоянным.

Через 24 ч образец извлекают из воды и удаляют из него излишнюю воду, поместив на (10,0±0,5) мин в вертикальном положении на сетку, установленную под углом 45°, как показано на рис. 3. Затем образец вновь взвешивают, определяя массу m24.

Метод В (вычитание массы первоначально поглощенной воды) Образцы взвешивают с погрешностью не более 0,1 г для определения первоначальной массы m0.

При проведении испытания половину всех образцов помещают в емкость одной из лицевых граней вниз, а вторую половину – противоположной гранью вниз.

Образец помещают в емкость с водой так, чтобы его нижняя грань была погружена на (10±2) мм ниже уровня воды. Через 10 с образец извлекают из воды, удерживая его в горизонтальном положении, и в течение 5 с помещают на пластмассовый поддон известной массы. Взвешивают поддон вместе с образцом для определения массы образца с учетом первоначально поглощенной воды m1.

•  • Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов Образец вторично помещают в емкость с водой и при помощи пригруза удерживают его частично погруженным в воду на (10±2) мм ниже уровня воды (см. рис. 6). Во время испытаний уровень воды должен оставаться постоянным. Через 24 ч образец извлекают из воды, держа его в горизонтальном положении, и помещают в течение 5 с на пластмассовый поддон известной массы для определения общей массы m24.

Метод В применяют в случае, если первоначальное водопоглощение менее или равно 0,5 кг/м2. Первоначальное водопоглощение (W) вычисляют по формуле m1 m, (5.2) W= Ap где m1 – масса образца с учетом первоначально поглощенной воды при испытаниях по методу В, кг;

m0 – первоначальная масса образца, определенная при испытаниях по методу А, кг;

Ар – площадь нижней грани образца, погруженного в воду, м2.

Обработка результатов испытаний За результат испытаний принимают среднеарифметическое значение результатов отдельных испытаний. Для изделий с разными лицевыми гранями вычисляют два средне арифметических значения. Результаты испытаний не следует распространять на изделия другой толщины.

Водопоглощение при кратковременном и частичном погружении образцов Wр, кг/м2, вычисляют по формулам:

- метод А:

m m0, (5.3) W p = Ap - метод В:

m24 m1, (5.4) Wp = Ap где m0 – первоначальная масса образца, определенная при испытаниях по методу А, кг;

m1 – масса образца с учетом первоначально поглощенной воды, определенная при испытаниях по методу В, кг;

m24 – масса образца после частичного погружения в воду в течение 24 ч (методы А и В), кг;

Ар – площадь нижней грани образца, м2.

Значение Wр округляют до 0,01 кг/м2.

Приведенные ниже характеристики точности методов получены на основании результатов межлабораторных испытаний. По методу А испытания проводились в десяти лабораториях на трех изделиях. По методу В испытания проводились в шести лабораториях на одном изделии.

Результаты испытаний проанализированы в соответствии с ИСО 5725-2 и приведены в табл.1.

Таблица Водопоглощение при частичном и кратковременном погружении образцов воду Водопоглощение, кг/м Условия испытаний Диапазон измеренной Оценка дисперсии Предел воспроизводи величины Wр воспроизводимости SR мости 95 % Метод А (стекание воды) 0,02 – 0,50 0,03 0, Метод В (вычитание 0, массы первоначально 0,04 – 0,20 0, поглощенной воды) •  • Лабораторная работа № 2. Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов при долговременном погружении Метод позволяет оценить водопоглощения изделий при долговременном погружении в течение 28 сут.: частичном погружении (метод испытания 1) и полном погружении (метод испытания 2).

Сущность метода испытания Частичное погружение (метод испытания 1) Долговременное водопоглощение при частичном погружении определяют измере нием изменения массы испытываемого образца, нижняя сторона которого в течение 28 сут.

была погружена в воду.

Избыточную воду на поверхности образца, не поглощенную испытываемым образцом, удаляют посредством стекания по методу А или учитывают по методу В посредством вычитания начального водопоглощения.

Полное погружение (метод испытания 2) Долговременное водопоглощение при полном погружении определяют измерением изменения массы испытываемого образца, который в течение 28 сут. был полностью погружен в воду.

Избыточную воду на поверхности образца, не поглощенную испытываемым образцом, удаляют посредством стекания по методу А или учитывают по методу В посредством вычитания начального водопоглощения.

Подготовка к испытанию Приборы и оборудование, размеры испытываемых образцов, подготовка испытывае мых образцов и условия испытания соответствуют методике «Определение водопогло щения теплоизоляционных материалов при кратковременном погружении».

Проведение испытания Водопоглощение при долговременном погружении определяют через 28 сут. По согласованию измерения водопоглащения допускается производить через более короткие интервалы, например, через 7 и 14 сут. после погружения.

Перед проведением испытания определяют размеры испытываемых образцов в соответствии с ЕН 12085 с точностью до 0,5 мм. В случае изменения размеров испытывае мых образцов после погружения размеры определяют повторно.

Водопоглощение при долговременном полном погружении Метод испытания 2А (удаление воды) Определяют исходную массу m0 испытываемого образца с точностью до 0,1 г.

Испытываемый образец помещают в пустую емкость для воды и нагружают таким образом, чтобы при добавлении воды он оставался полностью погруженным. Затем в емкость осторожно наливают воду, пока верхняя поверхность образца не будет находиться на (50±2) мм ниже уровня воды (рис. 6). Во время испытания поддерживают постоянный уровень воды.

Через 28 сут. испытываемый образец извлекают из емкости и в течение (10,0±0,5) мин дают стечь воде, для чего образец помещают вертикально на наклонную под 45° решетку, как показано на рис. 7. Затем испытываемый образец взвешивают и определяют массу m28.

•  • Определение водопоглощения теплоизоляционных материалов Метод испытания 2В (вычитание начального водопоглощения) Определяют исходную массу m0 испытываемого образца с точностью до 0,1 г.

Испытываемый образец помещают в емкость с водой таким образом, чтобы он оста вался полностью погруженным и его верхняя поверхность находилась на (50±2) мм ниже уровня воды. Через 10 с испытываемый образец извлекают из емкости и, удерживая его в горизонтальном положении, в течение не более 5 с помещают в предварительно взвешен ную пластмассовую чашу. Чашу с испытываемым образцом взвешивают и определяют массу испытываемого образца m1, включая массу поглощенной воды.

Затем испытываемый образец снова помещают в емкость c водой и нагружают таким образом, чтобы он оставался полностью погруженным. Верхняя поверхность испытываемого образца должна находиться на (50±2) мм ниже уровня воды (рис. 6). Во время испытания поддерживают постоянный уровень воды.

Через 28 сут. испытываемый образец извлекают из емкости и, удерживая его гори зонтально, в течение 5 с помещают в предварительно взвешенную пластмассовую чашу.

Чашу с образцом взвешивают и определяют массу испытываемого образца m28.

Метод 2В применим только когда удельная масса поглощенной воды менее или равна 0,5 кг/м2.

m m (5.5) W= At где m0 – начальная масса испытываемого образца, определенная по методу 2В, кг;

m1 – масса испытываемого образца, включая массу поглощенной воды, определенная по методу 2В, кг;

Аt – общая площадь поверхности испытываемого образца, подвергаемой воздействию воды, м2.

Обработка результатов Результатом испытания является среднее значение, рассчитанное из отдельных значений (при испытании по методу 1 изделий, имеющих различную отделку с двух сторон, рассчитывают два средних значения).

Перерасчет результатов на изделия другой толщины не допускается.

Результаты, полученные при проведении испытаний по различным методам, не сравнимы между собой.

Водопоглощение при долговременном полном погружении Водопоглощение на единицу объема при долговременном полном погружении Wlt, %, рассчитывают при применении метода 2А по формуле (5.6), а при применении метода 2В – по формуле (5.7):

а) метод испытания 2А m m0 (5.6) Wlt = 28, W V b) метод испытания 2В (5.7) m28 m1 Wlt =, W V где m0 – начальная масса испытываемого образца, определенная по методу 2А, кг;

m1– масса испытываемого образца, включая массу поглощенной воды, определенная по методу 2В, кг;

•  • Лабораторная работа № m28 – масса испытываемого образца после 28-суточного полного погружения, опреде ленная по методам 2А и 2В, кг;

V – исходный объем испытываемого образца, м3;

W – плотность воды, равна 1000 кг/м3.

Значение водопоглощения Wlt округляют с точностью до 0,1 %.

Нормативные документы и литература 1. СТБ 4.201-94. Система показателей качества продукции. Строительство. Материалы и изделия теплоизоляционные. Номенклатура показателей.

2. СТБ ЕN 1609-2007. Материалы строительные теплоизоляционные. Определение водопоглощения при кратковременном частичном погружении.

3. СТБ ЕN 12087-2007. Материалы строительные теплоизоляционные. Определение водопоглощения при долговременном погружении.

4. ЕN 12085:1997. Теплоизоляционные изделия, применяемые в строительстве.

Определение линейных размеров образцов для испытаний.

5. ИСО 5725-2:1994. Точность (правильность и прецезионность) методов и результатов измерений. – Часть 2: Основной метод определения повторяемости и воспроизводимости стандартного метода измерений 6. Опекунов, В.В. Пористые бетоны и области их применения / В.В. Опекунов, В.П. Лысов, Н.М. Голубев // Вестник Белорусского национального технического университета. – Минск:

БНТУ. – 2005. – Вып. 1. – С. 10 – 17.

Контрольные вопросы 1. Что понимается под водопоглощением?

2. С какой целью определяют водопоглощение при кратковременном погружении в воду?

3. Каков порядок проведения испытаний по методу А?

4. Каков порядок проведения испытаний по методу В?

5. С какой целью определяют водопоглощение при долговременном погружении в воду?

• 0 • ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОРБЦИОННОЙ ВЛАЖНОСТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Цель работы: изучить статический (эксикаторный) метод определения сорбционной влажности ячеистого бетона и других строительных материалов.

Общие сведения Ячеистый бетон относится к пористым твердым строительным материалам с большой удельной поверхностью, которые при соприкосновении с газообразной фазой способны поглощать часть находящегося в ней газообразного вещества в результате течения про цессов сорбции и капиллярной конденсации.



Pages:   || 2 | 3 | 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.