Лабараторные работы(практикум)

R

F

,

(2.5)

A

У

где F разрушающая нагрузка, Н;

А – площадь поперечного сечения образца, мм2.

Результаты испытаний

Т

Результаты выполненных испытаний по определению предела

Н

прочности при сжатии горных пород занести в табл. 2.6.

Б

Т а б л и ц а 2.6

Предел прочности

сжат горных пород

й

Наимено-

Размеры,

Разрушаю-

Предел прочно-

вание по-

б

и

сти при сжатии,

мм

зца,

щая нагруз-

роды

мм2

ка, Н

МПа

при

Площадь

т

Заключение

Сделать кратк й анализ полученных результатов.

и

Задание 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ

ПРИ ОДНООСНОМ РАСТЯЖЕНИИ ПУТЕМ

з

РАСКАЛЫВАНИЯ

о

Природные каменные материалы и изделия хорошо работают на

п

е

Р

Приборы и материалы

1. Пресс гидравлический с максимальной нагрузкой 1000 кН.

2. Плиты стальные толщиной не менее 0,3 диаметра образца с

плоскими рабочими поверхностями.

Н

У

3. Клинья стальные с радиусом закругления (10 1) мм.

4. Штангенциркуль.

Б

5. Кубы с ребром 50 мм или цилиндры диаметром 50 илиТ70 мм.

Методика испытаний

Образец размещают в центре

опорной

плиты гидравлического

и

пресса между плитами-прокладками (образец-цилиндр, рис. 2.1 а)

или между стальными клиньями (образец-куб, рис. 2.1 б). Геомет-

р

рические оси образца и лезвия кл

ньев должны находиться в одной

плоскости. Отклонение от плоскости допускается не более 0,5 мм.

о

т

и

з

о

плиты

е

Рис. 2.1. Схема испытания образцов горной породы на растяжение путем

Р

раскалывания образцов-цилиндров (а) и образцов-кубов (б):

1 –

гидравлического пресса; 2 – образец-цилиндр; 3 – прокладка из фанеры;

ных пород заносят в табл. 2.7 и

предел прочности при

й

сравнивают

растяжении горной породы с ее пределом прочности при сжатии.

р

Т а б л и ц а 2.7

Предел пр чн сти п и

астяжении горных пород

и

Предел

Отноше-

Размеры

бразц в, мм

о

Площадь

прочности

ние

ц л ндров

кубов

Горная

з

разрыва

порода

т

образца,

при растя-

R

pp

, %

д аметр

высота

ребра

жении,

о

мм

МПа

Rсж

п

Заключение

е

Р

Предел прочности при растяжении составляет … % от предела

прочности при сжатии для … (название горной породы).

43

Твердостью называют способность материала сопротивляться

прониканию в него другого, более твердого тела. Этот показатель

для природных каменных материалов имеет важное значение при

их механической обработке (распиливании, шлифовании, полиро-

вании и т. п.). Твердость в значительной степени зависит от струк-

туры и свойств породообразующих минералов.

Твердость природных каменных материалов определяют по

Н

шкале твердости Мооса. Она включает 10 минералов, первый иУпо-

следний из которых соответственно наименее и наиболее твердые.

Б

Минералы расположены в таком порядке, что на каждом изТних все

последующие оставляют черту (царапают их).

По шкале Мооса (табл.

2.8) определяют условную твердость

этой

горных пород. Более точные показатели

характеристики полу-

чают с помощью прибора ПМТ-3 (прибора для определения твердо-

и

сти). Принцип его действия основан на вдавливании в образец ал-

мазной пирамиды.

р

Т а б л и ц а 2.8

Шкала тве дости материалов

Показатель

т

Наименов

Твердость

черту

твердости

ание

по ПМТ-3,

Характерные признаки

по шкале

о

твердости

ма ер ала

МПа

з

Мооса

1

2

3

4

1

Тальк, мел

24

Грифель

карандаша оставляет

2

Гипс, каменная соль

360

Ноготь человека оставляет черту

е

3

Кальцит, ангидрит

1090

Стальной

нож, медно-латунная

о

монета оставляет черту

4 Флюорит

1890

Никелевая монета оставляет

Р

(плавиковый шпат)

черту

п5

Апатит

5360

Оконное стекло оставляет черту

6

Ортоклаз

7950

Оконное стекло слегка царапает

(полевой шпат)

7

Кварц

11200

Напильник, стальная игла ос-

тавляет черту

44

Окончание табл. 2.8

1

2

3

4

8

Топаз

14270

Обыкновенный стеклорез остав-

ляет черту

9

Корунд

20600

Алмазный стеклорез оставляет

черту

10

Алмаз

106000

Приборы и материалы

Н

У

1. Набор минералов по шкале Мооса.

2. Образцы горных пород с ребром куба 50…200 мм.

Т

Б

3. Цилиндры диаметром и высотой 50…150 мм.

4. Пластины размером 100х100х30 мм.

5. Прибор ПМТ-3.

испытаний

Методика

из

Для определения твердости берут образец горной породы и на

чертится

его поверхности последовательно, каждым минералом шкалы Мо-

оса, проводят черту. Показателем тве дости считают число, среднее

между двумя номерами мине алов,

которых один оставляет, а

другой не оставляет царапины на об азце горной породы. Напри-

будет

кварцем (соответствует показате-

мер, если горная пор да

лю твердости 7), а сама чер ит

ртоклаз (номер 6), то твердость изу-

и

чаемой породы

6,5.о

з

Более точное определение твердости горных пород производится

прибором ПМТ-3 путем вдавливания в образец алмазной пирамиды.

п

Результаты испытаний

Результаты испытания на твердость горных пород заносят в

е

табло. 2.9.

Р

45

№ минерала,

Твердость

Горная порода

царапающего

по прибору

горную породу

по шкале Мооса

У

ПМТ-3, МПа

Кварцит

Гранит

Т

Диорит

Лабрадорит

Н

Мрамор

Заключение

Б

Проанализировать

результаты

испытаний

минералов на твер-

дость в зависимости от предела прочности при сжатии.

и

Задание 7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИРАЕМОСТИ

тирающих

ГОРНЫХ ПОРОД

Истираемость –

это

способность строительного материала

уменьшаться в объеме и массе вследствие разрушения поверхност-

меет

усилий. Количественно она

ного слоя под дейс вием ис

и

оценивается по по ере массы в г, отнесенной к 1 см2 площади исти-

рания. Ист раемос ь

большое значение для каменных мате-

риалов, которые пр меняют для устройства полов в общественных

и промышленных сооружениях, дорог, тротуаров, лестничных сту-

пеней и др.

Ст йкими к истиранию являются такие природные каменные ма-

териалыз, как кварциты, граниты, диориты, базальты, диабазы.

е

о

Приборы и материалы

Р

п1. Круг истирания.

Методика испытаний

Испытанию на истирание подвергают одновременно два образца.

Испытываемые образцы закрепляют в зажимных приспособлениях,

затем с помощью специального приспособления прижимают к по-

верхности круга с силой 6 Н на 1 см2 площади образца. В бачки за-

сыпают истирающий порошок, который подается автоматически

при вращении круга. Включают круг вращения.

После 250 оборотов, что соответствует 500 м пути, проделанного

образцами по диску, круг автоматически выключается.

Образцы

Н

вынимают из обоймы, очищают от пыли, взвешивают, затем опятьУ

вставляют в захваты, и продолжают испытание. После 250 оборотов

образцы снова взвешивают. Если имеется большая разницаТпотери в

массе между первым и вторым испытаниями, то продолжают испы-

тание еще на 250 оборотов диска.

Сопротивление истиранию вычисляют по потере массы образ-

цом в граммах за 1000 м пути. Показатель истирания определяется в

г/см3 по формуле

и

Б

m m1

Rист

й,

(2.7)

S

где m – масса образца

исти ания, г;

т

m1 – то же после ис иранияр, г;

S – площадь ирания, см2.

За окончательныйдорезультат истирания принимают среднее

з

е, полученное для двух образцов.

арифметическое значен

о

исРезультаты испытаний

п

Результаты испытания по определению истираемости горных

р д зан сят в табл. 2.10.

е

Р

47

Горная

Масса образца, г

Размеры

Площадь

Истирае-

до испы-

после ис-

образцов,

истирания,

мость,

порода

тания

пытания

см

см2

У

г/см2

Гранит

Кварцит

Т

Мрамор

Заключение

Н

Б

Проанализировать показатели истираемости горных пород в за-

висимости от их твердости.

й

Задание 8. ИЗУЧЕНИЕ ДЕКОРАТИВНО-ОТДЕЛОЧНЫХ

и

(ЭСТЕТИЧЕСКИХ) СВОЙСТВ ОБРАЗЦОВ ИЗ РАЗЛИЧНЫХ

ГОРНЫХ ПОРОД

К декоративно-отделочным свойствам природных каменных

родных

материалов относятся цвет, блеск, ст уктура, фактура и текстура.

Знание и оценка этих св йств для природного камня позволяют

т

рационально

выбра ь

бластьрего применения в архитектурно-

и

строительной практ ке.

1. Цвет

блеск пр

каменных материалов.

Под цветом ма ериала понимают определенное зрительное

ощущение, которое является результатом воздействия на глаз пото-

ков электромагнитного излучения в диапазоне видимой части спек-

тра, траженн го от поверхности материала.

Цветазстр ительных материалов разделяют на ахроматические

(белый, черный и серый) и хроматические (красный, оранжевый,

е

ж лтыйо, зеленый, голубой, синий, фиолетовый).

Р

Природные каменные материалы различают одноцветные (мра-

пмор, песчаник, кварцит) и многоцветные (граниты, сиениты, диаба-

При оценке природных каменных материалов следует также

учитывать их блеск. Различают тусклый, жирный, перламутровый

и яркий блеск. Некоторые минералы (лабрадор) обладают ирриза-

цией (отблеском в изломе).

Н

У

2. Структура каменных материалов.

Под структурой горной породы понимают особенностиТее внут-

реннего строения. Для природных каменных материалов их струк-

туру определяют по размерам и форме кристаллов, способу цемен-

й

тирования (срастания) составных частей, степени кристалличности.

Различают структуры: кристаллические (крупно-, средне- и мел-

и

плотные и

козернистые), равномерно- и неравномернозернистыеБ;

пористые; слоистые, волокнистые, пласт нчатые и однородные.

3. Фактура и текстура.

р

го

сти материала, полученный путем ее обработки. По способам обра-

ботки поверхности прир дн

камня фактуры делят на ударные и

абразивные.

т

1)

фактура скалы (скальная), получаемая сколом камня (высота

зд

рельефа – 5…15 мм);

2) рифленая – прав льные непрерывные параллельные бороздки

дован

ем бугров впадин с высотой рельефа 1…3 мм;

с чере

3)

б р дчатаяи– равномерно шероховатая поверхность с преры-

п

ками и высотой рельефа 0,5…2 мм;

вистыми б р

4)

т чечная – равномерно шероховатая поверхность с точечны-

ми углублениями и высотой рельефа 0,5…2 мм.

2. Абразивные фактуры:

1)

пиленая – бороздки с высотой рельефа до 2 мм;

2) шлифованная – легкая равномерная шероховатость, вид мато-

евый, высота рельефа – до 0,5 мм;

Р

49

р

известняк плотный,

лабрадо

ит).

Мет

дика испытаний

текстуре, структурестепениблеску.

Изучен

е декорат вных свойств природных каменных материалов

з

проводят на образцах-пли ках размерами 100х100х30 мм, линейные

поверхности которых

меют абразивную или ударную фактуру.

о

декоративности проводят по цвету, фактуре,

Оценку

Блеск

пределяется с помощью фотоэлектрического блескомера

ФБ-2

д ле отраженного от поверхности образца света. Мерой

е

блеска является доля строго направленного (зеркальноотраженного)

Р

св та в общем отраженном световом потоке.

пЦвет, структура, фактура и текстура лицевой поверхности образ-