Лабараторные работы(практикум)

Вм

mнас

mсух

100,

(4.5)

mсух

где mнас масса образца материала в насыщенном водой состоянии;

mcух то же в высушенном состоянии.

Результаты определений заносят в табл. 4.2.

Т а б л и ц а

4.2

Результаты испытаний

Н

У

Кирпич

Б

Определения

КирпичТ

керамический

силикатный

(показатели)

1

2

3

1

2

3

Масса высушенного

й

кирпича mcух, г

Масса кирпича, насы-

и

щенного водой, mнас, г

Водопоглощение по

массе Вм, %

Среднее арифметиче-

р

ское из 3-х частных

определений, %

т

и

о

СТБ

СТБ

Нормативный доку-

мент

з

Требован

я по водопо-

глощению

п

Заключение

Сравнивая полученные результаты по водопоглощению с норма-

е

тивнымиотребованиями, сделать вывод о возможности применения

Р

ис ытанных материалов в качестве стеновых.

91

нейного

на произведение номинальных размеров, т. е. на объем (Vест).

измеренным

Согласно ГОСТ 7025-91, объем образцов определяется по их

геометрическим размерам,

с погрешностью не более

р

размера образец изме-

1 мм. Для определения каждого л

ряют в трех местах – по

еб ам

се ед не грани. За окончательный

о

результат принимают среднее а ифметическое трех измерений.

Среднюю плотн сть вычисляют по формуле с точностью до

10 кг/м3:

т

Vест – бъемкирпича, см3.

mсух

1000, кг/м3

(4.6)

з

0с

Vест

где mсух – масса высушенного кирпича, г;

п

Среднюю плотность образца, насыщенного водой, вычисляют по

ф рмуле

о

о

mнас

1000,

(4.7)

Р

Vв

где m – масса образца, высушенного до постоянной массы, г;

Vв – масса воды, вытесненной образцом, г.

92

Для выполнения данной задачи можно использовать образцы, с

которыми работали при выполнении задания № 2.

Объем образцов-кирпичей неправильной геометрической формы

(т. е. с дефектами) определяют с помощью объемомера, который

представляет собой металлический цилиндр со сливом. Объемомер

наполняют водой комнатной температуры и, когда прекратится па-

дение капель со слива, под трубку ставят предварительно взвешен-

ный сосуд. Затем образец-кирпич, насыщенный водой, осторожно

погружают в сосуд; при этом вода, вытесненная образцом, будет

стекать по сливу в сосуд. После прекращения падения капель сосуд

вновь взвешивают и определяют массу воды (mв). Масса вытесненУ-

ной воды в граммах соответствует объему образца в см3.

За окончательный результат принимают среднее арифметическоеТ

трех измерений.

Н

Результаты

Результаты определений заносят в табл. 4.3.Б

испытаний

Т а б л и ц а

4.3

Результаты

спытан й

и

Определения

р

Кирпич

Кирпич

керамический

силикатный

о

1

2

3

1

2

3

Масса высушенного к рпича mсух, г

Объем

(к рп ча) V, см3

т

Средняя плотность сухого кирпича

ρ0, г/ см3

и

То же, кг/см3

образца

Среднее арифметическое результа-

т в ределения ρо, кг/м3

о

п

Заключение

Сравнить полученные величины средней плотности между собой

еи сделать прогноз по прочности и теплопроводности для каждого

Р

вида кирпича.

93

Приборы и материалы

1. Прибор Ле-Шателье.

У

2. Весы технические.

3. Шкаф сушильный электрический.

4. Порошок от размолотого керамического кирпича.

5. Порошок от размолотого силикатного кирпича.

Методика испытаний

Т

Плотность вещества материала, или его истинная плотность –

это отношение массы материала к его объему в абсолютно плотном

Н

состоянии, т. е. без пор. Чтобы получить материал без пор, его из-

мельчают в тонкий порошок, пористостью частиц которого можно

пренебречь. Для выполнения лабораторной работыБстудентам пре-

доставляются готовые порошки, пр готовленные из керамического

и силикатного кирпича.

й

Ускоренное определение

вещества ρ производится в

приборе Ле-Шателье.

сущность состоит в вытеснении порош-

плотности

ком заданного объема жидк сти (например,бензина), причем фик-

сируют массу израсх д ванн го порошка и делят ее на объем вы-

тесняемой

.

р

Зная плотнос ь вещес ва ρ и среднюю плотность кирпича ρо (из за-

дания 3), рассч

Его

пористость кирпича в процентах поформуле

ывают

жидкос

П

о

1

100 .

(4.8)

з

Пористость – это степень заполнения порами объема материала

относительная величина, показывающая, какая часть этого объема

занята внутренними порами. С величиной пористости кирпича связа-

п

ны такие важнейшие свойства, как прочность, водопоглощение, во-

едопроницаемость, теплопроводность, морозостойкость.

Р

94

Результаты испытаний

Т а б л и ц аУ4.4

Результаты испытаний заносят в табл. 4.4.

Н

Результаты определения

Б

истинной плотности кирпичаТ

Определения

Кирпич

Кирпич

й

силикатный

керамический

1

2

1

2

Исходная навеска сухого по-

и

рошка, г

Масса остатка от навески, г

Израсходовано порошка, г

Объем жидкости, вытеснен-

ной порошком, см3

т

Истинная пло нос ь вещесрва

и

кирпича ρ, г/см3

о

То же, кг/м3

з

Среднееар фмет ческое значе-

ниеистинной плотност , кг/м3

о

Средняя пл тность кирпича ρо

(из задания 3), кг/м3

п

П рист сть кирпича П, %

е

Заключение

Р

Методика испытаний

Теплопроводность – один из главных показателей свойств ка-

менных стеновых материалов. Он зависит от целого ряда факторов:

общей пористости материала, размера и формы пор, вида твердой

фазы и т. д.

Теплопроводность λ характеризует теплозащитные качества ма-

Н

териала. Для кирпича теплопроводность можно вычислить, Узная

величину относительной плотности d по формуле, предложенной

проф. В.П.Некрасовым:

Б

Т

1,163

0,0196 0,22d 2

0,163, Вт/(м С),

(4.9)

где d – относительная плотность, выражающая отношение плотно-

и

при опреде-

сти материала к плотности стандартного вещества ρо

ленных физических условиях.

р

В качестве стандартного веществайудобно принять воду при тем-

о

меющую при этой температуре

пературе 4 С (точнее, при 3,98 С),

3

ρо = 1 г/см .

Однако эту зависим сть между плотностью и теплопроводно-

стью можно использ ва ь лишь для ориентировочной оценки теп-

лофизических свойс в кирпича.

В лаборатор

мею ся графики зависимости расчетной тепло-

з

проводности к рптчной кладки от плотности кирпича в сухом со-

о

стоянии, построенные отдельно для керамического и силикатного

кирпича на иснове лабораторных и натурных исследований, выпол-

п

ненных в научно-исследовательских институтах.

е

На сн ве полученных данных (см. задание 3) по графикам мож-

но

ределить теплопроводность

керамического и

силикатного

Р

кир

ича. Результаты определения полезно сопоставить с величина-

ми

го пористости (из задания 4) и объяснить.

δ = R λ,

(4.10)

где δ – толщина стен, м;

У

R – требуемое термическое сопротивление стен, м2 К/Вт (соглас-

но СНБ 2.04.01-97);

λ – теплопроводность кирпичной кладки, Вт/(м К).

Результаты испытаний

Н

Б

Т

Результаты расчета записывают в табл. 4.5.

й

Т а б л и ц а 4.5

Толщина стены в зависимости от вида кирпича

и

Требуемая

Тепло-

толщина

Толщина

Средняя

стен, м, для

плот

п овод-

обеспече-

стен с уче-

том крат-

Вид кирпича

сух го

ность

ния терми-

т

ческого

ности раз-

кирпичар, кладки,

и

кг/м3

Вт/(м К)

сопротив-

мерам

ность

ления,

кирпича, м

2,0(м2 К)/Вт

Керамическ й

0,7

полнотк рамический

елый

Силикатный

0,96

п

лн телыйз

е

Эффективный

Р

Заключение

Задание 6. ОЦЕНКА МОРОЗОСТОЙКОСТИ КИРПИЧА

Способность насыщенного водой материала выдерживать мно-

гократное попеременное замораживание и оттаивание без призна-

Н

ков разрушения называется морозостойкостью. МорозостойкостьУ

материала зависит от его пористости, формы и размера пор и степе-

ни насыщения их водой.

Т

Методика испытаний

й

Плотные материалы морозостойки. Непосредственное определе-

и

ние морозостойкости кирпича попеременнымБзамораживанием и

оттаиванием в насыщенном водой состоян и – процесс длительный.

рвать материал, если для замерзающей воды не окажется достаточно

Для предварительной оценки морозостойкости могут быть исполь-

зованы данные, уже полученные в ходе этой лабораторной работы.

о

Разрушение материала п и замо аживании связано с тем, что во-

да, замерзая, увеличивает св

бъем примерно на 9 % и может разо-

т

свободного объема. П рис ый материал морозостоек, когда для рас-

и

т. е. в том случае,

ширяющейся воды

мее ся резервный объем пор,

з

е по объему значительно меньше пористости.

когда водопоглощен

Водопоглощен е по объему соответствует объему пор, запол-

водой

Вv

ненных

. Степень заполнения пор водой характеризует коэф-

фициент насыщения, равный отношению водопоглощения по объе-

п

му Вv к п ристости материала П:

е

Кнас

.

(4.11)

Р

П

Коэффициент насыщения пор

Кнас показывает в относительных

Результаты испытаний

Результаты расчета Wо по данным из заданий 2, 3 и Кнас по дан-

ным из задания 4 заносят в табл. 4.6.

Т а б л и ц аУ4.6

Результаты расчета

Б

Т

Вид кирпича

Показатель

Н

й

силикатный

керамический

Водопоглощение

и

по массе Вм, %

Средняя плотность сухого кирп ча

ρо, кг/м3

р

Водопоглощение по объему Вv, %

пор

Кнас

Коэффициент насыщения

Прогноз морозост йк сти ки пича

т

Заключение

и

з

Сделать вывод о морозостойкости испытанных видов кирпичей.

о

Задание 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПРОЧНОСТИ

п

КИРПИЧА

Приборы и материалы

е

Р

1. Пресс гидравлический.

2. Линейка измерительная металлическая.

Н

онных условиях он испытывает сжимающие и изгибающие усилия.

Для определения марки кирпича по прочности необходимо ото-

брать от каждой партии в соответствии с СТБ 1160 или СТБ 1228

требуемое число образцов для испытаний на сжатие и на изгиб.

й

Испытание проводят по методике, предписанной ГОСТ 8462.

Согласно этому стандарту, прочность при сжатии керамического

и

кирпича определяют испытанием образцов, Бсоставленных из двух

целых кирпичей или из двух полов нок, соединенных слоем це-

р

ментного раствора, с выровненными тем же раствором опорными

гранями.

специальной подготовки образцов для испыта-

Необход мос ь

Для испытания керамического кирпича на изгиб необходимо

предварительное выравнивание цементным или гипсовым раство-

т

ром участков плашк в (п стелей) в местах опирания и приложения

нагрузки.

мени

з

ния керам ческого к рпича затрудняет выполнение этой работы в

пределах вре

,

отводимого на лабораторные занятия. Поэтому

лько

студенты на лабораторном занятии испытывают на сжатие и изгиб

т

силикатный кирпич, для которого по ГОСТ 8462 выравнива-

ния граней раствором не требуется. Образцы из силикатного кирпи-

ча ис ытывают насухо, не производя выравнивания их поверхно-

стей цементным раствором. В учебной лаборатории на сжатие и

Р

изгиб ис ытывается по 5 образцов, затем вычисляются средний и

пнаименьший показатель для каждого из пределов прочности. По

ср днему и наименьшему показателям прочности определяется

емарка стенового материала (например, силикатного кирпича).

100