Лабараторные работы(практикум)

R

K a

c

0,693

,

(13.8)

о

w

w

w

1/3 Ri 103

У

где сw удельная влажность материала, определяемая с учетом теп-

Т

лоемкости сухого материала (см. задание 2) и весовой влажности

W, % (см. задание 1), определяется по формуле

сw

c 0,01W

, Кдж/кг С;

(13.9)

1 0,01W

Б

аw коэффициент нестандартной влагопроводностиНдля иссле-

й

дуемых образцов во влажном состоянии, определяется по формуле

аw

,

(13.10)

равен

W w

где

? – коэффициент

па опионицаемости,

определяется по

СНиП 11-3-79; для пен пласта,

газосиликата (пеногипса) и керам-

т

0,05; 0,23 и 0,26 (мг/(м ч, Па) при

зитобетона соо ве с венно

и

весовой влажнос W = 0,6 д лей единицы;

ρw

– средняя пло

нось образцов материала в кг/м3 во влажном

з

состоянии (см. задан е 1).

п

Результаты испытаний

О ытные данные и результаты вычислений заносятся в табл. 13.4.

С ставляют результаты испытаний (влажность, плотность, по-

е

ристостьо) образцов, проводят анализ полученных данных и делают

Р

вывод о влиянии влажности на теплопроводность ТИМ.

301

№

Показатели, обозначе-

Образцы материала

У

пп

ния и единицы

измерения

1

2

3

1

2

3

1

2

3

1

Влажность образца в

момент испытания W, %

2

Температура среды ис-

Н

Т

пытания в начальный

Б

момент времени Rо в

условных единицах

3

Температура среды ис-

й

пытания Ri в фиксиро-

ванный отсчет времени

и

τi, соответственно при:

τ0= 0 мин

р

τ1= 2 мин

τ2= 2,5 мин

τ3= 3 мин

τ4= 4 мин

т

τ5= 5 мин

τ6= 6 мин

и

о

4

Фиксированные змере-

з

ния температуры в ус-

ловных ед н цах

роводности λ, Вт/(м С)

(1/3 ∑ ∆ Ri 1000)

5

Тепл пр в дность

п

λ, Вт/(м С)

е

6

Среднее значение тепло-

Р

нология теплоизоляционных мате алов. – М.: Стройиздат, 1980.

Стр

о

3. Г о р ч а к о в Г.И.,

Б а ж е н о в Ю.М. Строительные ма-

териалы. – М.: Стройиздат, 1998.

т

ительная теплотехника.

4. СНиП БНБ 2.01.01-93.

и

Л а б о р а р н а я р а б о т а № 1 4

з

формации

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МЕТАЛЛЫ

Цель работы

1. Изучить влияние термической обработки и пластической де-

на механические и деформативные характеристики арма-

Р

турной стали.

п2. Определить твердость металлов.

3. Выполнить технологические испытания (на изгиб) стержневой

еарматуры.

303

1.

Какие металлы относятся к черным?

2. В чем основное отличие чугуна от стали?

3.

Где применяются в строительстве черные металлы?

У

4.

Какие металлы относятся к цветным?

5.

Какие сплавы на основе цветных металлов широко применя-

ются в строительной практике?

6.

Какие механические показатели определяются для строитель-

ных металлов?

Н

7.

Как разделяют стали по составу (количеству углерода)?

Т

8.

Как разделяют арматуру по технологии изготовления?

9.

Каким образом получают легированные стали?

10. Какие напряжения возникают в рабочей арматуре железобе-

тонных изгибаемых конструкций?

ли

14.2. Задания к лабораторной работеБ

терм

обработки на ме-

Задание 1. Определение влияния

ханические свойства арматурной ста .

ческой

о

Задание 2. Определение влияния пластической деформации на

деформативные свойства армату н й стали.

тверд

сти металлов.

Задание 3. Определение

Задание 4. Прове

ехн л гических испытаний арматурной

стали.

дение

з

14.3. Общ е сведения о строительных металлах

Металлы – это вещества, которые обладают высокой прочно-

стью, пластичн стью, упругостью, электро- и теплопроводностью,

п

ковкостью, свариваемостью, а также металлическим блеском.

Металлы разделяют на черные и цветные. К черным относятся

е

ж л зо иос лавы на его основе – стали, содержащие до 2,14 % угле-

рода, и чугуны с содержанием углерода более 2,14 %. К цветным

Р

У

0,25…0,65 %, высокоуглеродистые 0,65…2,14 % и небольшое ко-

личество примесей кремния, марганца, серы, фосфора и др.) и ле-

гированные (содержат определенное количество легирующих доба-

вок, улучшающих их эксплуатационные свойства).

Арматуру для железобетонных конструкций по технологии изготов-

Н

ления разделяют на горячекатаную стержневую арматуру(сталь любого

диаметраи профиля)и холоднотянутую проволочнуюарматуру.

Б

По профилю поверхности различают арматуру периодическогоТ

профиля и гладкую.

По условиям применения различают арматуру для армирования

й

обычных железобетонных конструкций и арматуру для армирова-

ния предварительно напряженных конструкций.

и

Стержневая арматурная сталь выпускается диаметром от 6

до 80 мм. Она делится на горячекатаную гладкую класса А-1 и горя-

чекатаную периодического

проф

А-IV, A-V,

ля классов А-II, А-III,

A-VI. В табл. 14.1 приведены механ ческ е характеристики указан-

ной арматуры.

о

Т а б л и ц а 14.1

Механические харак еристики стержневой арматурной стали

т

о

иМарка

Предел

Времен-

Относи-

Испытание

Диа-

текуче-

ное со-

тельное

на изгиб в

Класс

Вид

метр

сти,

против-

удлине-

холодном

п

з

dн мм

МПа,

ление,

ние, %,

состоянии,

не

МПа, не

угол заги-

менее

менее

не менее

ба, град.

1

2

3

4

5

6

7

8

А-1

круглая

Ст3 18Г2С

6…40

235

373

25

180

Р

гладкая

40…80

С = 0,5d

А-II

перио-

Ст5 18Г2С

10…40

294

490

19

180

е

диче-

10…80

С = 3d

ского

профиля

305

Окончание табл. 14.1

1

2

3

4

5

6

7

8

А0- II

то же

10ГТ

10…32

294

441

24

180

С= Id

А-III

перио-

25Г2С

6…40

392

590

14

90

У

диче-

35ГС

С= 3d

ского

профи-

ля

А-IV

то же

20ХГ2Ц

10…22

590

883

6

45

80С

10…18

С= 5d

А-V

то же

23Х2Г2Т

10…22

785

1030

7

45

А-VI

то же

23Х2Г2АЮ

10…22

980

1230

6

45

22Х2Г2Р

С=Т5d

20Х2Г2СР

Н

Сортамент стержневой арматуры построен по номинальным диа-

й

метрам стержней dн. Для стержней гладкого профиля он равен фак-

и

тическому диаметру dф, для стержней периодическогоБпрофиля

диаметру одинакового с ним по площади поперечного сечения

нии указывает, что пров л ка рифленая. В табл. 14.2 приведены

гладкого стержня.

Холоднотянутая проволочная матура

по форме сечения

классов

В-1 В-II и периодического

выпускается круглой гладкой

профиля – холодносплющенная В -1 и В -II. Буква «р» в обозначе-

т

чной арматуры.

механические харак ерис ики про

и

Т а б л и ц а 14.2

з

Механические характер стики стальной арматурной проволоки

п

Времен-

Относи-

Угол загиба,

Диа-

Предел

ное со-

тельное

Число пере-

град.; С

е

против-

удлине-

гибов (при

диаметр вали-

текучести,

Класс метр,

о

ление

ние при

диаметре

ка, мм; d –

мм

МПа

разрыву,

разрыве,

валика 20 мм)

диаметр про-

Р

МПа

%

волоки, мм

1

2

3

4

5

6

7

В-1

3; 4; 5

не норми-

550…850

не нор-

4

-

руется

мируется

Вр-1

3; 4; 5

то же

525…550

то же

4

-

306

1

2

3

4

5

6

7

В-II

3…8

1137…1489

1400…

4…6

5…9

180 C;

1900

C = 5d

Вр-II

3…8

1040…1440

1300…

4…6

3…4

180 C;

1800

У

C = 5d

Т

В железобетонных конструкциях арматура работает на растяже-

ние. Кроме того, ее приходится загибать в холодном состоянии при

изготовлении арматурных каркасов этих конструкций.

Н

Стержневую и проволочную арматуру испытывают на растяже-

ние для определения предела текучести, временного сопротивления,

Б

относительного удлинения при разрыве, а также на загиб в холод-

ном состоянии.

й

Задания

мической

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ

ОБРАБОТКИ НА МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

нагрева

АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

При этом про

фазовые превращения стали,

изменяются ее

Известно, что в процессе те

обработки железоуглероди-

стого сплава изменяются его ст уктура и механические свойства.

сходят

до определенной температуры, вы-

Этот процесс сос оит из

и

хлаждении с заданной скоростью.

держки при этой

емпера уре и

структура ф

ко-механические свойства.

За счет улучшен я структуры металла при термической обработке

повышаются

его механические характеристики. Это позволяет уве-

личить расчетные сопротивления (допускаемые напряжения), повы-

п

сить надежнзсть и долговечность железобетонной конструкции.

е

В зависим сти от требований к изделиям из стали применяют

термической обработки:

отжиг, нормализацию, закалку и

4 вида

Р

от уск,

которые отличаются температурой нагрева,

длительностью

Приборы и материалы

1. Электрическая муфельная печь с нагревом до температуры

900…1000 С с регулятором температуры.

2. Ванна с водой (Т = 18…20 С) для охлаждения образцов.

3. Штангенциркуль.

У

4. Разрывная испытательная машина марки Р-10.

5. Индикаторный деформометр.

Т

6. Образцы низкоуглеродистой арматурной стали диаметром 10 мм

и длиной 200 мм.

Н

Методика испытаний

Б

По диаграмме рис. 14.1 в зависимости от содержания в стали уг-

лерода определяют максимальную заданную температуру нагрева

й

опытных образцов. Она должна быть на 30…50 С выше критиче-

ской Ас3 для сталей, содержащих 0,02…0,8 % углерода, и на столь-

ко же выше Ас1

и

для сталей, содержащих 0,8…2,14 % углерода.

Образцы арматурной стали помещают в муфельную печь, нагре-

вают до максимальной

температуры

выдерживают при этой тем-

пературе в течение 5, 10 и 15 нут (по одному образцу на каждое

время выдержки). Затем их извл кают из печи и помещают на

30 мин в ванну с вод й. В п следующем их медленно охлаждают на

лают

воздухе до темпера уры 20…25 С.

и

п двергнутые нагреванию, и контрольные, не

Затем на образцы,

подвергнутые дейс в

ою емпературы, с помощью кернов наносят

риски.

Разметку

де

на длине, несколько большей расчетной,

равной 100 мм (р с. 14.2).

е

о

Р

пРис. 14.2. Общий вид образцов до испытания (а) и после испытания (б)

309

На образце закрепляют индикаторный деформометр на базе из-

мерения 100 мм. Образец устанавливают в испытательную машину

и закрепляют в зажимах.

Дают предварительную нагрузку, равную по шкале силоизмери-

теля 1000 Н, снимают отсчет по шкале индикатора, и затем увели-

чивают нагрузку этапами, равными приблизительно 0,1 от предпо-

У

лагаемой разрушающей. Отсчеты снимают на каждом этапе до на-

грузки, соответствующей пределу текучести испытываемой стали.

Физический предел текучести фиксируется по интенсивному уве-

личению деформаций образца при практически не возрастающей

После испытания части образца тщательно складывают вместе,

располагая их по прямой линии. От места разрыва в одну сторонуТ

откладывают п / 2 интервалов и ставят точку а. Участок от места

разрыва до первой метки при этом считается как целый интервал.

Н

интер-

валов и ставят точку b (рис. 14.2 б). Отрезок аb и будет конечной

Физический предел текучести выч сляют с погрешностью не

более 5 МПа по формуле

й

F

σ

у

и

(14.1)

A

, МПа,

р

где F – осевая растягивающая нагрузка в Н, соответствующая нача-

о

Αо – площадь поперечноготсечения образца до его испытания,

мм2.

Временн е с про

(предел прочности) вычисляют с по-

тивление

грешн стью не б лее 5 МПа по формуле

з

о

σu

Fmax

, МПа,

(14.2)

п

Aо

Fmax – максимальная нагрузка на образец в Н.

где