Лабораторная работа №3 определение механических свойств строительных материалов - davaiknam.ru o_O
Главная
Поиск по ключевым словам:
страница 1
Похожие работы
Название работы Кол-во страниц Размер
Лабораторная работа №2 определение гидрофизических и теплофизических... 1 151.93kb.
Лабораторная работа №1 Законы сохранения в механике 4 576.49kb.
Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов 1 92.64kb.
Примерная программа дисциплины физическое материаловедение 1 82.36kb.
Законы сохранения в механике Лабораторная работа 10 закон сохранения... 1 114.18kb.
Исследование свойств смешанных вяжущих на основе извести 1 155.6kb.
Государственный стандарт союза сср 1 175.36kb.
Лабораторная работа э-8 Изучение свойств ферромагнетика с помощью... 1 208.47kb.
Лабораторная работа №2 Определение температурного коэффициента удельного... 1 24.09kb.
Урока Наименование разделов и тем программы 1 84.72kb.
Методические указания к лабораторной работе №2 по дисциплине «Сопротивление... 1 162.32kb.
Механические свойства титана 1 34.49kb.
Направления изучения представлений о справедливости 1 202.17kb.

Лабораторная работа №3 определение механических свойств строительных материалов - страница №1/1

1.3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Цель работы: изучить механические свойства строительных материалов и методы их исследования.

Оборудование и материалы: разрывная машина, гидравлический пресс, образцы для испытаний, круг истирания, кварцевый песок, порошкообразный наждак.
Основные положения:

Механические свойства характеризуются способностью материала сопротивляться всем видам внешних воздействий с приложением силы. К таким свойствам относят прочность, твердость, истираемость, сопротивление удару, упругость.



Прочность - это свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих от приложения нагрузки.

Материалы, находясь в сооружении, могут испытывать различные нагрузки.

Наиболее характерными для строительных конструкций являются сжатие, изгиб, растяжение. Прочность строительных материалов численно оценивается пределом прочности. Единицей измерения предела прочности является паскаль (Па) (н/м2) ИЛИ КГС/СМ2 . Поскольку паскаль сравнительно небольшая величина, то в практике используется МПа(106 Па). Соотношение между мегапаскалем и КГС/СМ2 = 1:10, ТО есть 1 кгс/см2 =0,1 МПа. В общем случае предел прочности зависит от значения разрушающей нагрузки (Рр) и сечения образца, по которо­му происходит разрушение ( S ).

То есть


R = f(Pр;S.

(1.22)

Предел прочности при сжатии (Rсж) определяется на образцах правильной геометрической формы - куба или цилиндра, у которого диаметр равен высоте. Размеры этих образцов зависят от однородности материала

а) куба; б)цилиндра


Испытания проводят на гидравлическом прессе, доводя образец до разрушения. В момент разрушения фиксируется максимальная нагрузки (Рр). Предел прочности при сжатии (Rсж) вычисляет по следующей формуле:



(1.23)

где S - Площадь разрушающей сечения образца, перпендикулярного направлению действия.

Предел прочности при изгибе определяется на образцах - балочках по следующей схеме. Образец устанавливают на две опоры и прикладывают нагрузку в середине пролета, доводя образец до разрушения (рисунок 1.8).

Предел прочности при изгибе вычисляют по следующей формуле:




(1.24)
где l- расстояние между опорами, м (см);

b - ширина поперечного сечения образца, м (см );

h - высота поперечного сечения образца, м (см).

Рисунок 1.8 – Схема испытания на изгиб




Предел прочности при растяжении определяется чаще всего на образцах-восьмерках, имеющих специально уменьшенное поперечное сечение в середине образца (рисунок 1.9).

Рисунок 1.9 - Схема испытания на растяжение


Предел прочности при растяжении вычисляется по следующей формуле:


(1.25)


где S - площадь поперечного сечения образца, М2 (см2).

Одной из характеристик материалов является коэффициент конструктивного качества (к.к.к).





(1.26)

где R- предел прочности материала. МПа;

α - относительная плотность материала, равная отношению истинной плотности материала к плотности воды.


Лучшие конструкционные материалы имеют высокую прочность при небольшой собственной плотности. Повышения к.к.к. можно добиться снижением плотности материала и увеличением его прочности.

Твердость - это способность материала сопротивляться проникновению в него другого более твердого тела. Твердость может оцениваться качественно по шкале Мооса. Эта шкала представляет собой набор, состоящий из 10 минералов, расположенных в порядке возрастания твердости; 1.Тальк (легко царапается ногтем);

  1. Гипс (царапается ногтем);

  2. Кальцит (легко царапается стальным ножом);

  3. Флюорит (царапается стальным ножом под небольшим нажимом);

  4. Апатит (царапается стальным ножом под сильным нажимом);

  5. Ортоклаз (слегка царапает стекло);

  6. Кварц (легко царапает стекло);

  7. Топаз;

  8. Корунд;

10. Алмаз.

Порядковый номер минерала условно обозначает твердость. Например, кальцит имеет твердость 3 по шкале Мооса, топаз - твердость 8. Испытуемый материал царапается последовательно эталонными минералами. При этом оп­ределяется соседняя пара минералов, один из которых мягче, а другой тверже испытуемого материала. Например, ортоклаз и кварц. Таким образом, по шкале Мооса твердость испытуемого материала равна 6,5.

Твердость некоторых строительных материалов (металлов, пластмасс, древесины, бетона и т. д.) может определяться количественно путем вдавливания стального шарика или алмазной пирамидки в испытуемый материал (метод Бриннеля). По данным результатов испытаний вычисляют число твердость.

,

(1.27)

где НВ - число твердости, кгс/мм;

S - площадь поверхности отпечатка. мм2;

Р - нагрузка на шарик, кгс;

D - диаметр шарика, мм;

d - диаметр отпечатка, мм.
От твердости материалов зависит их истираемость. Чем выше твердость, тем меньше истираемость.

Истираемость характеризуется величиной потери первоначальной массы, 2 отнесенной к 1 М площади истирания. Истираемость вычисляют по формуле:



(1.28)

где m1 - масса образца до истирания, г (кг);

m2 - масса образца после истирания, г (кг);

S - площадь поверхности истирания, см22 );

И - истираемость, г/см (кг/м2 ).

Истираемость материалов определяют на стандартном круге истирания, используя образец в форме куба, применяя абразивные материалы (кварцевый песок, порошкообразный наждак). Это свойство определяется у материалов, предназначенных для полов, дорожных покрытий, лестничных ступеней и т. д.

Сопротивление удару характеризуется количеством работы, затраченной на разрушение стандартного образца. Для испытаний могут использоваться образцы цилиндра или балочки. (рисунок 1.10)

В первом испытании на копре сопротивление удару определяется:





(1.29)

где А - работа, затраченная на разрушение образца, Дж;

V0 - объем образца, м3.



Рисунок 1.10 – Схема испытания на удар:

а) испытание на КОПРЕ;

б) испытание на маятнике


Во втором случае после испытания на маятнике сопротивление удару определяется:



(1.30)

где S - площадь поперечного сечения образца, М2 .

Таким образом, единицей измерения ударной прочности служит Дж/м3 или Дж/м2.

Сопротивление удару важно знать у материалов, используемых при устройстве фундаментов машин, полов промышленных зданий, дорожных и аэродромных покрытий и т. д.

Упругость - это свойство материала деформироваться под действием нагрузки и самопроизвольно восстанавливать первоначальную форму и размеры после прекращения действия внешней силы.

При воздействии силы относительная деформация ζ равна отношению абсолютной деформации ∆Lк первоначальному линейному размеру L:



,

(1.31)

Численной характеристикой упругости является модуль упругости Е, который равен



(1.32)

δ - напряжение, возникающее в материале от приложения нагрузки, МПа.




Если женщине нравится другая женщина, она с ней сердечна; а если не нравится — сердечна вдвойне. Эрвин Кобб
ещё >>