- •Матеріалознавство
- •Загальні положення
- •І. Лабораторні роботи
- •Лабораторна робота № 1
- •Визначення основних властивостей будівельних
- •Матеріалів (4 год)
- •1.1. Визначення густини
- •1.1.1. Визначення істинної густини твердих матеріалів
- •1.1.2. Визначення істинної густини рідких матеріалів
- •1.1.3. Визначення середньої густини
- •1.1.4. Визначення відносної густини
- •1.2. Визначення пористості та пустотності
- •1.3.Визначення водопоглинання
- •1.4. Визначення теплопровідності
- •1.5. Визначення міцності
- •1.5.1.Методи визначення міцності
- •1.6. Визначення водостійкості
- •Rс - міцність матеріалу у сухому стані, мПа.
- •1.7. Естетичні (декоративні) властивості
- •Визначення основних властивостей будівельних матеріалів
- •1. Визначення істинної густини
- •2. Визначення середньої густини, пористості і теплопровідності
- •Визначення середньої густини, пористості і теплопровідності зразків правильної геометричної форми
- •Пустотність , %
- •3. Визначення водопоглинання
- •4. Визначення границі міцності
- •Форма зразка __________________________
- •5. Визначення коефіцієнта конструктивної якості
- •6. Визначення водостійкості
- •Характеристика декоративних властивостей
- •Лабораторна робота №2 Природні кам’яні матеріали (4 год )
- •Характеристика основних породотвірних мінералів
- •Характеристика основних гірських порід, що застосовуються у будівництві
- •Основні властивості гірських порід для отримання будівельних виробів різного призначення
- •Види та особливості використання кам’яної мозаїки
- •Характеристика керамічних матеріалів та виробів
- •Види декорування керамічних виробів
- •Графічна частина
- •Характеристика матеріалів та виробів із мінеральних розплавів
- •Графічна частина
- •Характеристика матеріалів та виробів із мінеральних розплавів
- •5.1.1 Визначення водопотреби (тіста стандартної консистенції) гіпсових в’яжучих речовин
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення водопотреби гіпсового тіста
- •5.1.2 Визначення строків тужавлення
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення строків тужавлення гіпсових в’яжучих речовин
- •5.1.3 Визначення марки за міцністю
- •Порядок виконання роботи
- •Визначення марки гіпсової в’яжучої речовини
- •5.2. Ознайомлення з видами та властивостями портландцементу
- •Оцінка властивостей портландцементу
- •5.3. Вивчення властивостей будівельних матеріалів і виробів на основі неорганічних в’яжучих речовин
- •Характеристика бетонів різного призначення
- •Графічна частина
- •Особливості використання обраного матеріалу чи виробу на основі неорганічних в’яжучих речовин
- •Лабораторна робота №6 Полімерні будівельні матеріали (4 год)
- •Вибір матеріалів на основі полімерних речовин залежно від призначення (галузі використання)
- •Характеристика способів декорування деревини
- •Види та особливості використання мозаїки по деревині
- •Матеріалознавство
1.3.Визначення водопоглинання
Водопоглинання – це властивість матеріалу вбирати й утримувати воду. Визначають водопоглинання за масою та за об’ємом (у відсотках), як відношення маси або об’єму поглинутої зразком матеріалу води відповідно до маси сухого зразка або його об’єму у природному стані.
Для визначення водопоглинання зразок матеріалу висушують до постійної маси, знаходять його розміри (для зразків правильної геометричної форми), зважують, обчислюють об’єм, занурюють у посудину з водою і витримують у воді до повного насичення нею (поки приріст маси не стане менше 0,1% від початкової маси). Тривалість водонасичення для різних матеріалів встановлюється відповідними нормативними документами.
Насичений водою зразок виймають із води і зважують. Масу води, яка витекла на шальку ваг, включають у масу зразка, насиченого водою.
Водопоглинання зразка (Wi) у відсотках обчислюють за формулами:
за масою: % , (1.6)
за об’ємом: % , (1.7)
де mв- маса зразка, насиченого водою, г ;
mс - маса зразка, висушеного до постійної маси, г;
V - об’єм зразка у природному стані, см3 ;
- густина води, яка приймається рівною 1 гсм3.
1.4. Визначення теплопровідності
Теплопровідність – це здатність матеріалу передавати теплоту від однієї поверхні до іншої за наявності різниці температур на цих поверхнях. Вона характеризується коефіцієнтом теплопровідності λ і вимірюється у Вт(м·К).
Коефіцієнт теплопровідності – кількість теплоти, що передається через зразок матеріалу завтовшки 1 м, площею 1 м2 за 1 секунду при різниці температур на протилежних сторонах зразка в один градус.
Коефіцієнт теплопровідності може бути орієнтовно визначений за емпіричною формулою проф. В.П.Некрасова для матеріалів мінерального походження з природною вологістю до 7%:
λ=, (1.8)
де d - відносна густина матеріалу (див. формулу 1.4).
1.5. Визначення міцності
Міцність – це здатність матеріалу чинити опір руйнуванню від внутрішніх напружень, що виникають під дією різних зовнішніх навантажень. В процесі експлуатації будівель і споруд конструкції в них зазнають різних напружень – стиску, згину, розтягу, кручень, сколювань тощо.
Міцність оцінюють границею міцності R, яка дорівнює максимальному напруженню від дії навантаження, що виникає в матеріалі в момент його руйнування і вимірюється в мегапаскалях (МПа).
1.5.1.Методи визначення міцності
Границю міцності при стиску визначають випробуванням на гідравлічних, механічних або гідромеханічних пресах (фото1.4) зразків, форма, розмір і кількість яких є стандартними для відповідних матеріалів. З цією метою використовують зразки правильної геометричної форми (куби, циліндри, призми).
Границю міцності при стиску Rст, МПа (кгс/см2), обчислюють за формулою:
, (1.9)
де P - руйнівне навантаження (сила), МН ( кгс);
F - площа поперечного перерізу зразка до випробування, м² (см2).
Руйнівну силу визначають безпосередньо на силовимірювачі преса. Площу поперечного перерізу зразка F, см2, визначають за результатами вимірювання лінійних розмірів зразків, яке проводять перед випробуванням.
Рис 1.4. Прес для визначення міцності |
Для визначення міцності при стиску мінеральних в’яжучих речовин (портландцементу, гіпсових в’яжучих тощо) використовують половинки стандартно виготовлених зразків-балочок розмірами 4x4x16 см, що залишаються після випробування міцності при згині. При випробуванні таких зразків застосовують спеціальні металеві пластинки площею 25 см2 (рис 1.5). |
|
Рис. 1.5. Розташування зразка (половинки балочки) при визначенні міцності при стиску : 1, 3- нижня та верхня плита пресу, 2 – металеві пластинки, 4 – зразок матеріалу |
Для порівняльної оцінки ефективності різних матеріалів використовують коефіцієнт конструктивної якості Кк.я., МПа, який характеризується відношенням границі міцності при стиску (або розтягу) до відносної густини і розраховується за формулою:
, (1.10)
де Rст - границя міцності при стиску, МПа;
d - відносна густина матеріалу (безрозмірна величина, див. формулу 1.4).
Найбільш ефективними є матеріали, які є легкими та міцними. Наприклад, усереднені значення Кк.я., МПа, становлять: для цегли – 11, важкого бетону – 21, сталі – 52, сосни – 95, СВАМ (скловолокнистий анізотропний матеріал) - різновиду склопластику - 225.
Границю міцності при згині визначають за допомогою пресів або універсальних випробувальних машин типу “МИИ-100” (фото 1.6). Для цього використовують зразки матеріалів у вигляді призм квадратного або прямокутного перерізу з розмірами, встановленими відповідними стандартами, а також натурні зразки (цегла, черепиця тощо), розташовуючи їх на двох опорах.
Визначаючи міцність при згині стандартних зразків-балочок розмірами 4x4x16 см на універсальних машинах типу “МИИ-100” границю міцності Rзг фіксують за показником лічильника у кгссм2, а потім перераховують отримане значення у МПа.
Рис.1.6. Випробувальна машина “МИИ-100” для визначення границі міцності при згині |