Министерство науки и высшего образования РФ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
СиАРХИТЕКТУРНОЕ
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
бАЛа ораторный практикум
Составитель Е.В. Гурова
Д И
Омск 2018
УДК 691
ББК 38.300.6 Г95
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция
маркировке не подлежит. |
_________________________ |
СибАДИРецензенты:
канд. техн. наук, доц. М.В. Максимова (СибАДИ); канд. техн. наук, доц. И.Н. Кузнецова (СибАДИ)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве лабораторного практ кума.
Гурова, Елена В кторовна.
Г95 Арх тектурное материаловедение [Электронный ресурс] : лабораторный практикум / сост. Е.В. Гурова. – Электрон. дан. – Омск : СибАДИ, 2018. –
URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/cgiirbis 64 ft.exe. - Режим доступа:
для автор зованных пользователей.
Содержит общие сведения об основных строительных материалах и изделиях, цели и методики выполнения ла ораторных работ по оценке качества материалов в соответствии с действующими стандартами. Включает необходимые справочные данные и контрольные вопросы для закрепления изучаемого материала.
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначен для студентов очной формы обучения направления «Архитектура» при выполнении лабораторных работ по дисциплинам «Архитектурное материаловедение», «Строительные материалы в архитектуре», «Новые строительные материалы».
Подготовлен на кафедре «Строительные материалы и специальные технологии».
Текстовое (символьное) издание (2,4 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов: Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Редактор .Г. Кузнецова Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание первое. Дата подписания к использованию 18.10.2018 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018
ВВЕДЕНИЕ
Свою вещественную форму архитектура приобретает с помощью материалов – основы развития новых конструктивных структур.
В настоящих условиях роль материальной базы архитектуры неуклонно возрастает и материалы не только определяют осуществление
Свыраз тельность формы, экономическую и функциональную целесообразность сооружен я, являются мощным объективным стимулом развит я современной архитектуры.
творческого замысла и реальность новых архитектурных форм и конструктивных систем, но и обусловливают характер и эстетическую
Про зводство строительных материалов и изделий отличается больш м разноо раз ем продукции. Архитектор на стадии проектиздан й сооружений должен уметь выбрать для конкретных
рования условий прбАменен я наи олее эффективные и подходящие виды с
учетом эксплуатац онно-технических, эстетических и экологических требован й. Оцен ть качество строительных материалов возможно только на основе зучения их составов, строения и свойств.
Лабораторный практикум « рхитектурное материаловедение» предназначен для подготовки студентов направления «Архитектура» в соответствии с ра очими программами дисциплин «Архитектурное материаловедение», «Строительные материалы в архитектуре», «Новые строительные материалы» и содержит методические разработки к лабораторным работам по основнымДразделам курсов.
Цели лабораторных работ – ознакомление студентов с основными видами и свойствами строительных материалов, изучение и практическое освоение стандартных методов их испытания, приобретение навыков работы в лаборатории и умения оценкиИкачества строительных материалов по показателям их свойств.
Обязательным условием подготовки студентов к занятиям является предварительное изучение лекционного материала. Все работы
студенты выполняют самостоятельно, бригадами по 3 4 человека. Лабораторная работа оформляется в тетрадь и должна содержать следующие разделы: тема и цель работы, материалы и оборудование, порядок выполнения работы (краткий конспект методов испытаний, схемы испытаний, эскизы приборов, формулы для расчетов), результаты испытаний, вывод. Защита лабораторной работы проводится по контрольным вопросам путем устного или письменного опроса.
3
Лабораторная работа № 1
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: определить показатели основных физических свойств природных каменных материалов.
троительные материалы в конструкциях зданий и сооружений подвергаются действ ю статических и динамических нагрузок, а также воздейств ю разл чных факторов окружающей среды. Для обос-
нованного выбора тех |
ли иных материалов с точки зрения получения |
|
С |
|
|
наибольшего техн ко-экономического эффекта при их практическом |
||
применен нео ход мо знать свойства материалов и учитывать ус- |
||
ловия, в которых они |
удут ра отать в составе строительной конст- |
|
рукции. |
|
|
Важнейш |
|
материалов, определяющими их дол- |
свойствами |
|
|
говечность, являются физические. Физические свойства характеризу- |
||
ют строен е матер ала, а также определяют его отношение к физиче- |
||
ским процессам окружающей среды. К данной группе относят: |
||
- параметры состояния и структурные характеристики (истин- |
||
ная, средняя и насыпная плотности, пористость, пустотность); |
||
- гидрофизические свойства (влажность, водопоглощение, гиг- |
||
- теплофизическиебАсвойства (теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность).
роскопичность, водостойкость, морозостойкость);
Свойства материалов оценивают числовыми показателями, устанавливаемыми путем испытаний по стандартной методике (реже –
Д расчетным путем). И
1. Определение истинной плотности
Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии (т.е. без учета имеющихся в нем пустот и пор).
Определение истинной плотности производится при помощи пикнометра или ускоренного метода с помощью прибора Ле Шателье.
4
1.1. Пикнометрический метод
Истинную плотность строительных материалов определяют путем измерения массы единицы объема измельченного высушенного материала.
1. Мелкие куски пробы измельчают в |
|
|
С |
|
|
ступке и просеивают через сито №014. |
|
|
2. Полученный порошок переносят в фар- |
|
|
форовую чашку, помещают в сушильный шкаф |
|
|
при 105 110 ° , высушивают до постоянной |
|
|
массы, затем охлаждают в эксикаторе до ком- |
|
|
рис |
|
|
натной температуры. |
|
|
3. Отвеш вают две навески порошкооб- |
|
|
разного матер ала массой 10 г каждая. Каждую |
|
|
навеску всыпают в ч стый сухой пикнометр |
|
|
более |
|
|
( . 1.1) нал вают дистиллированную воду |
|
|
комнатной температуры в таком количестве, |
Рис. 1.1. Пикнометр |
|
чтобы п кнометр ыл заполнен не |
чем на |
|
полов ну своего о ъема. |
|
|
А |
|
|
4. Пикнометр в слегка наклонном положении ставят на песчаную баню и кипятят его содержимое в течение 15…20 мин для удаления пузырьков воздуха (пузырьки воздуха могут быть удалены путем выдерживания пикнометра под вакуумом в эксикаторе). После кипя-
|
|
Д |
||||
чения охлаждают пикнометр с содержимым до комнатной температу- |
||||||
ры. |
5. Доливают пикнометр до риски дистиллированной водой и |
|||||
взвешивают с точностью до 0,01 г, затем освобождают пикнометр от |
||||||
содержимого, споласкивают, заполняют его до черты дистиллирован- |
||||||
|
|
|
|
|
|
И |
ной водой комнатной температуры и взвешивают. |
||||||
|
3 |
, определяют по формуле |
||||
|
6. Истинную плотность ρ, г/см |
|||||
|
ρ = |
m∙ρв |
|
, |
|
|
|
m+m m |
|
||||
|
1 |
2 |
|
|
||
где m – масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г; ρв – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; m1 – масса пикно-
метра с дистиллированной водой, г; m2 – масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г.
5
Расхождение между результатами двух определений не должно быть более 0,02 г/см3. В случае больших расхождений производят третье определение и принимают для расчета два ближайших значения. За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний. Результаты записывают в табл. 1.1.
Таблица 1.1
Результаты определения истинной плотности материала п кнометрическим методом
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
спользованием |
|
|
|
|
|
|
Среднее значение ρ |
|
|||||
|
Номер |
|
m, |
m1, |
|
m2, |
|
|
ρ, |
|
|
|||
|
образца |
|
г |
г |
|
г |
|
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
г/см |
|
3 |
|
3 |
|
||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
г/см |
|
кг/м |
|
|||
|
|
|
прибора |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
1.2. Ускоренное определение истинной плотности |
|
|
||||||||||
|
|
|
с |
|
|
|
|
|
Ле Шателье |
|
|
|||
|
1. Пробу готовят по пп.1 2 подразд. 1.1. После этого отвеши- |
|||||||||||||
вают две навески массой по 50 г каждая. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|
|
||||||
|
2. Прибор Ле Шателье (рис. 1.2) |
заполняют водой до нижней |
||||||||||||
отметки, уровень воды определяют по нижнему мениску.
3. Каждую навеску через воронку прибора всыпают небольшими |
|||||
порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе, определяе- |
|||||
|
мый по нижнему мениску, не поднимется до риски с |
||||
|
|
Для |
|
||
|
делением 20 мл или с другим делением в пределах |
||||
|
верхней градуированной части прибора. |
удале- |
|||
|
ния пузырьков воздуха прибор рекомендуется слег- |
||||
|
ка встряхнуть. |
|
|
|
|
|
4. Остаток измельченной пробы, не вошедший |
||||
|
в прибор, взвешивают и определяют плотность по- |
||||
|
рошка ρ, г/см3, по формуле |
|
|||
|
|
|
m m1 |
|
|
|
|
ρ = |
|
И, |
|
|
|
V |
|||
|
где m – масса высушенной навески порошка, г; |
|
|||
Рис. 1.2. Прибор |
m1 – масса остатка, г; V – объем воды, вытесненной по- |
||||
Ле Шателье |
рошком, определяемый по градуированной шкале, см3. |
||||
6