Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Лабараторные работы(практикум)

.PDF
Скачиваний:
38
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
9.46 Mб
Скачать

 

наличии основы у материала для полов образцы испытывают вме-

 

сте с ней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Шарик индентора приводят в соприкосновение с поверхностью

 

материала. Фиксируют отсчет по индикатору. Затем шарику инден-

 

тора передают усилие в 10 Н. По истечении 60 с фиксируют новое

 

положение стрелки индикатора n1. После этого нагрузку снимают,

 

образец оставляют в течение 60 с в ненагруженном состоянии и по

 

новому показанию индикатора определяют с той же погрешностью

 

величину n2 остаточной деформации.

 

 

 

 

 

 

Абсолютную деформацию в мм при вдавливании вычисляют по

 

формуле

 

 

 

 

 

 

 

Н

У

 

 

 

ha = (n1 n0),

Б

Т(15.5)

 

 

 

 

 

 

где n0 отсчет по индикатору до нагружения;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

 

 

n1 отсчет по индикатору после нагружения.

 

 

 

 

Восстанавливаемость в % определяют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

n1 n

2

 

 

 

 

 

 

 

ру

 

100 ,

 

 

 

(15.6)

 

 

Е

 

ha

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где n1 отсчет по индикат

 

 

п сле нагружения;

 

 

 

 

т

п сле снятия нагрузки;

 

 

 

n2 отсчет по индика

 

 

 

 

ha абсолютная деф рмация, мм.

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За результаты спыоаний принимают среднее арифметическое

 

значение 3-х параллельных определений показателей.

 

 

 

Результаты испытаний

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результатызиспытаний и вычислений абсолютных деформаций

 

ри вдавливании и восстанавливаемости деформаций заносят в

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

табло. 15.4.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

331

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 15.4

Результаты определения абсолютных и восстановленных деформаций

 

 

Показатели

 

Единица

Наименование материала

У

 

 

 

измерения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отсчет по индикатору:

 

 

 

 

 

 

 

 

до приложения нагрузки n0

мм

 

 

 

 

 

после приложения нагруз-

мм

 

 

Н

 

ки n1

 

 

мм

 

 

 

после снятия нагрузки n2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Абсолютная деформация

 

 

 

 

 

Б

Т

 

при вдавливании ha:

 

мм

 

 

 

 

 

 

полученная

 

й

 

 

 

 

нормируемая

 

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Восстанавливаемость Е:

 

 

и

 

 

 

 

 

полученная

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нормируемая

 

%

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключен е

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

Сравнить полученные значения абсолютной деформации при

 

 

 

т

 

 

 

 

 

 

вдавливании и восс анавливаемрсти с требованиями нормативных

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

документов. Сделать выв ды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задан е 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ

 

 

 

ПРИ РАСТЯЖЕНИИ И РАЗРЫВЕ И ОТНОСИТЕЛЬНОГО

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УДЛИНЕНИЯ ПРИ РАЗРЫВЕ ПВХ-ПРОФИЛЯ

 

 

 

Сущн стьзмет да определения прочности при растяжении и раз-

 

 

сн вана на растяжении испытываемого образца с установ-

 

рыве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л нной ск ростью деформирования (ГОСТ 11262).

 

 

 

Знач ния рочности при растяжении в МПа вычисляют по фор-

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мулеп

 

 

 

 

 

 

 

 

332

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σрm

 

Fpm

,

 

 

 

 

(15.7)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A0

 

 

 

 

 

 

где Fpm максимальная нагрузка при испытании на растяжение, Н;

 

Ао начальное поперечное сечение образца, мм2.

 

 

У

 

Прочность при разрыве в МПа вычисляют по формуле

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

σрр

 

F

,

 

 

 

 

(15.8)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A0

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Fpp нагрузка, при которой образец разрушился, .

 

Т

 

Относительное удлинение при разрыве

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

й

 

 

 

 

 

 

 

 

 

εр

 

0

100

,

 

 

 

(15.9)

 

где

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р изменение расчетной дл ны образца в момент разрыва, мм;

 

0

начальная расчетная дл на об азца, мм.

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приб

ы и материалы

 

 

 

 

1. Машина

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а ельная на растяжение.

 

 

 

 

 

 

 

 

испы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Штангенц ркуль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Линейка.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Обра цы (т п 2) з ПВХ для изготовления оконных и дверных

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

блоков.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

Методика испытаний

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

форма и раз-

 

Для роведения испытания готовят пять образцов,

Р

м ры которых указаны на рис. 15.1 и в табл. 15.5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

333

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

Рис. 15.1. Форма и размеры образцов из ПВХ для испытания на растяжение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 15.5

 

 

 

Размеры опытных образцов (тип 2) из ПВХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

Параметры

 

 

 

 

Размеры, мм

 

 

Общая длина 1, не менее

 

 

 

й

 

150

 

 

 

 

 

 

Б

 

 

Расстояние

между

метками,

определяющими

П5±5

 

 

положение кромок захватов на образце, 2

 

 

 

 

Длина рабочей части 3

 

 

 

 

 

60±0,5

 

 

Расчетная длина 0

 

 

 

 

 

 

50±0,5

 

 

Ширина головки b1

 

о

и

 

20±0,5

 

 

Ширина рабочей части b2

 

 

 

 

 

10±0,5

 

 

Толщина d

 

т

р

 

4±0,4 (от 1 до 10)

 

 

 

 

 

 

 

 

тания,

 

необходимые метки. В трех местах

(в середине и на

 

 

Радиус закругления r, менее

 

 

 

 

60

 

 

Испытания проводят в следующей последовательности. В соот-

 

ветствии с рис. 15.1

15.5, на образцы, подготовленные для испы-

 

 

 

наносят

 

 

 

 

 

 

 

 

расст янии 5 мм т меток) измеряют ширину и толщину образцов.

 

ждуполученныхсобой, а также с направлением движения подвижного захвата.

 

Из

ззначений вычисляют среднее арифметическое вели-

 

чин,

к т р му устанавливают поперечное сечение образца Ао.

 

Образцы закрепляют в зажимах испытательной машины таким об-

 

разом, чтобы

родольные оси захватов и ось образца совпадали ме-

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Захваты равномерно затягивают. Испытания проводят при темпера-

 

рету (23±2)°С и относительной влажности (50±5) %.

 

 

334

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

За результат испытания принимают среднее арифметическое из пяти oпределений, вычисленных до второй значащей цифры после запятой по формулам (15.7)…(15.9).

 

 

 

 

 

Результаты испытаний

 

 

 

 

 

 

Результаты выполненных испытаний по определению предела

 

прочности при растяжении, прочности и относительного удлинения

 

при разрыве заносят в табл. 15.6.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а У15.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Результаты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

Т

 

 

 

 

испытаний при растяжении ПВХ

 

 

 

 

Определения

 

 

 

 

 

 

Значения показателей

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

й

среднее

 

 

 

 

 

 

 

частные

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

2

3

4

5

опытное

 

требуемое

 

 

 

 

1

 

 

 

2

3

 

и

 

6

 

7

 

8

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

5

 

 

 

 

 

 

Начальное поперечное

 

 

р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сечение образца, мм

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Нагрузка:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

максимальная при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

растяжении, Н

т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в момент разрыва, Н

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Предел прочнос

 

:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при растяжен , МПао

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

при

разрыве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, МПа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Относительное удл -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нение при ра рыве

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

Заключение

 

 

 

 

 

 

е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнитьополученные опытные значения с требуемыми по СТБ.

Р

Сд лать выводы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

335

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Вопросы для защиты лабораторной работы

 

 

1.

Какими основными свойствами должны обладать полимерные

 

материалы для полов?

 

 

 

2.

Как определить массу 1 м2 площади полимерного материала

 

для полов?

 

 

У

3. Как определить гибкость полимерных материалов для полов?

4.

В каких единицах измеряется истираемость полимерных мате-

риалов для полов и как ее определить?

 

 

5.

Какие показатели характеризуют деформативность полимер-

ных материалов при вдавливании?

Н

6.

Как определить величину абсолютной деформации полимер-

 

ных материалов?

 

Т

 

7. Как определить восстанавливаемость полимерных материа-

 

лов?

 

 

 

 

8. Какие приборы применяют при определении деформативности

 

полимерных материалов?

Б

 

 

9.На каких образцах определяютудлинениепрочность при растяжении и разрыве?

10.По какой формуле вычисляют прочность при растяжении?

11.По какой формуле вычисляют п очность при разрыве?

12.Как определить относительноео при разрыве?

13.Какие компоненты в пластмассах влияют на величину отно-йт

з и др. Строительныео матер алы. М.: Ассоциация строительных

1. М и к у л ьис к й В.Г., Г о р ч а к о в Г.И., К о з л о в В.В.

вузов, 1996. 488 с.

4.пГОСТ 15139-69. Пластмассы. Метод определения плотности. 5. ГОСТ 16475-81. Плитки поливинилхлоридные для полов. Тех-

2. ГОСТ 11262-80. Пластмассы. Метод испытания на растяже-

ние.

нические3. ГОСТ 11529-86. Материалы поливинилхлоридные для полов. М тоды контроля. Р

условия.

336

 

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 1 6

 

 

 

ИСПЫТАНИЕ НЕФТЯНОГО БИТУМА

 

 

 

Цель работы

 

 

 

У

1.

 

 

 

 

 

Ознакомиться с методикой определения основных показателей

качества битума.

 

 

 

 

 

2.

Приобрести необходимые навыки при испытании важнейших

битумных материалов.

 

 

Н

 

 

 

 

 

 

 

16.1. Вопросы для подготовки к выполнению

 

 

лабораторной работы

 

Т

1.

Какие органические вяжущие вещества Вы знаете?

 

 

2.

 

й

 

 

 

Основные свойства органических вяжущих.

 

 

 

3.

Положительные свойства битумов.

 

 

 

 

7.

Какие свойства битума используют при получении на его ос-

4.

Отрицательные свойства битумов.

Б

 

 

5.

Какие имеются способы улучшен я качества битума?

 

6.

р

 

 

 

 

 

Какое влияние на свойства б тума оказывают смолы, масла,

парафины?

нове кровельных и гидр из ляционных материалов?

8.Какие свойства битум в используют при получении на их основе лакокрасочных с с ав в?

9.Способы повышения прочности и термостойкости битумов.

10.Как е ма ер алы и изделия получают на основе битумов? Их применение в стротельстве.ио

 

з

 

о

16.2. Задания к лабораторной работе

 

 

 

Задание 1. Определение вязкости (твердости) битума (по

е

 

 

ГОСТ 11501).

 

Р

Задание 2. Определение растяжимости битума (по ГОСТ 11505).

пЗадание 3. Определение температуры размягчения битума.

 

 

 

337

16.3. Общие сведения

 

 

 

Группу органических вяжущих веществ образуют битумные и

 

дегтевые вяжущие, а также полимеры и органические клеи. Для ор-

 

ганических веществ в отличие от минеральных характерны сле-

 

дующие свойства:

 

 

 

 

 

 

 

 

У

1) гидрофобность;

 

 

 

 

 

 

 

 

2) атмосферостойкость;

 

 

 

 

 

 

 

3) растворимость в органических растворителях;

 

4) аморфность строения;

 

 

 

 

 

 

Н

5) повышенная деформативность;

 

 

 

 

6) способность размягчаться при

нагревании до

80…170 С

 

 

 

 

 

 

 

 

Б

 

вплоть до полного плавления и объединения с каменными илиТдру-

гими строительными материалами;

 

 

 

 

 

 

7) способность вновь затвердевать при понижении температуры

 

 

 

 

 

 

 

й

 

 

до 20…25 С и ниже или испарении растворителя;

 

 

 

8) адгезия (прилипание)

к поверхности каменных, деревянных и

 

 

 

 

 

природы

материала и содер-

 

металлических материалов, зависящая от

 

 

 

жания поверхностно-активных полярных компонентов; характеризу-

 

ется прочностью сцепления при

отрыве

 

 

 

 

 

одногом нерала от другого.

 

Битумные и дегтевые вяжущие

меют темно-коричневый или

 

черный цвет, поэтому их

часто

 

 

 

 

 

 

 

 

называют «черными вяжущими».

 

Дегтевые вяжущие – искусственные материалы, получаемые в

 

т

 

 

 

 

 

 

заводских условиях. При сух й перег нке (без доступа воздуха) ка-

 

менного или бурого угля, сланца, дерева, торфа и других органиче-

 

буроугольными, сланцевыми, торфяными и древесными дегтями.

 

ских веществ с целью получения кокса, полукокса, газа образуются

 

летучие вещества, ко орые после конденсации (сгущения) образуют

 

вязкие жидкости, на ываемые соответственно каменноугольными,

 

Наиб лее шир кое применение в строительстве получили ка-

 

менноуг льныездегти, обладающие более высокими строительными

 

свойствами, чем другие дегти.

 

 

 

 

 

 

 

Дегтевыеоматериалы применяют ограниченно, так как большин-

 

ство из них служат сырьем для получения различных химических

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

продуктовп. К тому же дегтевые вяжущие и материалы на их основе

 

в условиях эксплуатации (под влиянием влаги, кислорода воздуха,

 

есолнечной радиации) сравнительно быстро «стареют»,

становятся

 

хрупкими и малопрочными, обладают неприятным запахом и выде-

338

 

ляют вредные для здоровья вещества.

 

 

Битумные вяжущие материалы, получаемые при переработке

 

нефти, могут быть как природными, так и искусственными.

 

Природные битумы (твердые и вязкие) образовались из нефти в

 

верхних слоях земной коры в результате испарения летучих фрак-

 

ций, под влиянием окислительных процессов и полимеризации.

 

Природные битумы иногда встречаются в виде залежей, состоящих

 

почти из чистого битума с небольшим количеством минеральных

 

примесей, но чаще содержатся в осадочных горных породах пес-

 

ках, песчаниках, карбонатных породах (известняках, доломитах),

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

глинистых грунтах. Такие породы называются асфальтовыми,Уили

 

битуминозными.

 

 

 

 

Б

 

Природные битумы отличаются высокой атмосферостойкостьюТ

 

и хорошим прилипанием к поверхности каменных материалов, но

 

из-за дефицитности и высокой стоимости в строительстве приме-

 

 

 

 

 

 

 

й

 

няются ограниченно. Их используют, главным образом, в химиче-

 

ской и лакокрасочной промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

из

 

 

Нефтяные битумы получают

нефти путем обработки остат-

 

ков, образующихся при ее фракц онной перегонке. В зависимости

 

 

 

 

 

р

 

 

 

от способа производства разл чают остаточные, окисленные и кре-

 

кинговые нефтяные битумы.

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

Битумы – сложная смесь высокомолекулярных углеводородов и

 

их неметаллических пр изв дных (соединений углеродов с кислоро-

 

 

 

 

т

 

 

 

 

 

дом, серой, азотом). Элементарный химический состав всех битумов

 

достаточно

 

 

. В них 70…87 % углерода (С), до 15 % водоро-

 

 

близок

 

 

 

 

 

да (Н), до 10 % слорода (О), до 1,5 % серы (S) (в природных биту-

 

из

 

 

 

 

 

 

мах до 10 %), небольшое количество азота (N). Элементарный со-

 

став не дает представления о десятках химических соединений, со-

 

держащихся в

 

тумах. Выделить индивидуальные углеводородные

 

с единения

 

битумов весьма сложно, поэтому из битумов специ-

 

альными мет дами выделяют группы углеводородов с более или ме-

 

нее сх дными свойствами. Такими группами являются:

 

1)отвердая часть;

 

 

 

 

Р

2) смолы;

 

 

 

 

 

 

п3) масла.

 

 

 

 

 

 

 

Твердая часть битума – это высокомолекулярные углеводороды

еи их производные с молекулярной

массой 1000…5000, плотно-

стью 1, объединенные под общим названием «асфальтены». В ас-

339

фальтенах содержатся:

1)карбены, растворимые в ССl4;

2)карбоиды, не растворимые в маслах и летучих расторителях. В состав битумов могут входить также твердые углеводороды –

парафины.

Смолы – вязкопластичные аморфные вещества, твердые или по-

У

лутвердые при обычной температуре, плотностью около единицы

(ρ ≈ 1) и молекулярной массой 500…1000. Придают битумам вяжу-

щие свойства и пластичность.

 

 

 

 

 

 

Масла – жидкая при обычной температуре группа углеводоро-

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

дов плотностью менее единицы (ρ < 1) и молекулярной массой

100…500. Повышенное содержание масел в битумах придает им

 

подвижность и текучесть.

 

 

 

 

 

Т

Асфальтены – твердые неплавкие соединения с плотностью бо-

 

лее единицы (ρ > 1) и молекулярной массой 1000…5000 и более.

 

 

 

 

 

 

 

й

 

Некоторые из них растворимы в маслянистых и смолистых фракци-

 

ях, другие (карбены и карбоиды, содержащие свободный углерод)

 

нерастворимы. Асфальтены придают

 

 

твердостьБи теплоус-

 

тойчивость. При длительном его нагреван

в присутствии воздуха

 

 

 

 

р

 

 

 

 

масла и смолы переходят в асфальтены. Чрезмерно большое коли-

 

чество асфальтенов в битуме может об азоваться также под дейст-

 

 

 

что

 

 

 

 

 

вием солнечной радиации,

 

вызывает постепенное разрушение

 

(старение) битума.

 

 

 

битуму

 

 

Асфальтогеновые кисл ты по к нсистенции могут быть тверды-

 

ми или высоковязкими. Они сп с бствуют повышению прочности

 

сцепления битума с каменными материалами, деревом, металлом,

 

так как являются поверхнос но-активной частью битума.

 

Битумы характер

уютсяважнейшими свойствами, например,

 

способностью при нагреван и (до 80…160 С) или при добавлении

 

раств рителей (бенин, керосин,

скипидар) переходить в жидкое со-

 

при

збретая пластичность). В таком виде они хорошо смачи-

 

стояние (

 

вают и р

итывают другие

 

материалы. При охлаждении (до

 

20…25 Со) или испарении растворителя битумы вновь затвердевают,

 

быстро увеличивают вязкость при остывании, прочно склеиваясь с

 

Р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

другими материалами; придают гидрофобные (водоотталкивающие)

 

и водон проницаемые свойства материалам, пропитанным или по-

 

екрытым ими; обладают стойкостью к действию водных растворов

 

многих кислот, щелочей, солей и большинства агрессивных газов;

340