Материал: 2104
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Сибирский государственный автомобильно-дорожный университет (СибАДИ)»
ОСНОВЫ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ
Лабораторный практикум СибАДИ
Омск • 2017
УДК 691 |
|
|
|
|
Согласно 436-ФЗ от 29.12.2010 «О защите детей от информации, |
||||
ББК 38.300.6 |
причиняющей вред их здоровью и развитию» данная продукция |
|||
Г95 |
маркировке не подлежит. |
|||
|
|
|
|
|
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. И.П. Папакин (СибАДИ); канд. техн. наук, доц. С.М. Аксенова (СибАДИ)
Работа утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве лабораторного практикума.
Гурова, Елена Викторовна.
Г95 Основы материаловедения [Электронный ресурс] : лабораторный практикум / Е.В. ГуроваСибАДИ, Г.И. Надыкто. – Электрон. дан. – Омск :
СибАДИ, 2017. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/ cgiirbis_64_ft.exe. - Режим доступа: для авторизованных пользователей.
Содержит общие сведения о свойствах строительных материалов, методы определения основных показателей физических и механических свойств в соответствии с действующими нормативными документами, включает справочные данные, вопросы и задачи, необходимые для закрепления изучаемого материала.
Имеет интерактивное оглавление в виде закладок.
Предназначен для студентов всех форм обучения по направлению «Строительство» при проведении ла ораторных работ по дисциплине «Основы материаловедения».
Подготовлен на кафедре «Стро тельные материалы и специальные технологии».
Текстовое (с мвольное) издание (4 МБ)
Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 МБ; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM;
1 ГБ свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:
Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader
Редактор Н.И. Косенкова Техническая подготовка Н.В. Кенжалинова
Издание первое. Дата подписания к использованию 03.10.17
Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5 РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1
© ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2017
ВВЕДЕНИЕ
Строительный материал – вид материи, обладающий определенным вещественным составом, структурой и свойствами. Материаловедением называют науку, изучающую связь состава, строения и свойств материалов, а также закономерности их изменения при физических, физико-химических, механических и других воздействиях.
Строительные материалы в конструкциях зданий и сооружений подвергаются действию статических и динамических нагрузок, а также воздействию различных факторов окружающей среды. Для обоснованного выбора тех или иных материалов с точки зрения получения наибольшего технико-экономического эффекта при их практическом применении необходимо знать свойства материалов и учитывать условия, в которых они будут работать в составе строительной конструкции.
Свойства строительных материалов можно подразделить на сле-
дующие группы: 1) физические; 2) химические; 3) механические; 4) |
||
|
|
И |
технологические; 5) эксплуатационные. Важнейшими свойствами ма- |
||
|
|
Д |
териалов, определяющими их долговечность и надежность, являются |
||
|
б |
|
физические и механические. |
|
|
Физические свойства характеризуют строение материала, а так- |
||
и |
|
|
же определяют его отношен е Ак физическим процессам окружающей |
||
среды. К данной группе относят: |
|
|
С |
|
|
– параметры состоян я структурные характеристики (истинная плотность, средняя плотность, насыпная плотность, пористость, пустотность);
– свойства материалов по отношению к действию воды, т.е. гидрофизические (влажность, водопоглощение, гигроскопичность, водостойкость, морозостойкость);
– свойства материалов по отношению к действию тепла, т.е. теплофизические (теплопроводность, теплоемкость, огнестойкость, огнеупорность).
Механические свойства строительных материалов характеризуют способность материала сопротивляться деформирующему или разрушающему воздействию внешних сил или внутренних напряжений. Механические свойства разделяют на деформативные и прочностные.
Деформативные свойства характеризуют способность материала к изменению формы и размера без отклонений в величине его массы (упругость, пластичность). Прочностные характеризуют способность материала в определенных условиях, не разрушаясь, сопротивляться внутренним напряжениям, возникающим под влиянием механических и других воздействий (пределы прочности при сжатии, изгибе, растяжении, ударная прочность, истираемость, твердость).
Свойства материалов оценивают числовыми показателями, устанавливаемыми путем испытаний по стандартной методике (реже – расчетным путем).
Цель лабораторных работ – ознакомление студентов с основными физическими и механическими свойствами строительных мате-
оценки качества строительных материалов по показателям их свойств.
риалов, изучение и практическое освоение стандартных методов их определения, приобретение навыков работыИв лаборатории и умения
испытания могут применяться природные (гранит, песок) или искусственные (бетон, кирпич) каменные материалы.
При выполнении лабораторныхДработ в качестве материалов для
пасности и ознакомившиеся с инструкциейА по эксплуатации приборов и оборудования. Всеира оты студенты выполняют самостоятельно, бригадами по 3 4 человека.
Обязательным условием подготовки студентов к занятиям явля-
ется предварительное изучение лекционного материала по теме. К работе допускаются студентыб, прошедшие инструктаж по технике безо-
ЛабораторнаяСработа оформляется в тетрадь и должна содержать следующие разделы: тема лабораторной работы; цель лабораторной работы; теоретическая часть (основные определения свойств); материалы и оборудование; порядок выполнения работы (краткий конспект методов испытаний, схемы испытаний, эскизы приборов, формулы для расчетов); результаты испытаний (табличная форма); расчетная часть; вывод (в соответствии с поставленной целью).
Значения основных физико-механических свойств для ряда строительных материалов даны в прил. 2. Для закрепления изучаемого материала предусмотрено решение задач. Защита лабораторной работы проводится в конце занятия по контрольным вопросам.
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИННОЙ ПЛОТНОСТИ
Цель работы: определить истинную плотность материалов пикнометрическим методом и ускоренным методом с использованием прибора Ле Шателье.
|
|
Теоретическая часть |
|
|
|||
|
Объем пористого материала в естественном состоянии |
состо- |
|||||
ит из абсолютного объема твердого вещества |
и объема пор |
. Поры |
|||||
могут быть заполнены воздухом |
или водой |
(рис. 1). |
|
||||
|
|
|
|
|
И |
|
|
|
Истинная плотность – масса единицы |
|
|
||||
объема материала в абсолютно плотном со- |
|
|
|||||
стоянии (т.е. без пор). |
|
|
Д |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
||
|
Истинная плотность , кг/м3, |
вычисля- |
|
|
|||
ется по формуле |
|
А |
|
|
|
||
|
|
б |
|
|
|
|
|
где – масса материала, кг; – о ъем мате- |
|
|
|||||
риала в абсолютно плотном состоянии, м3. |
|
|
|
||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
Истинная плотность – ф зическая кон- |
|
|
||||
|
С |
|
|
|
|
|
|
станта вещества. Поэтому у материалов с |
|
Рис. 1. Схема состав- |
|||||
близким химическ м составом значения ис- |
ных частей порис- |
||||||
тинной плотности различаются незначитель- |
того материала |
||||||
но. |
|
|
|
|
|
|
|
|
У каменных материалов как природных (песок, гранит, извест- |
||||||
няк), так и искусственных (кирпич, бетон, стекло), состоящих в основном из оксидов кремния, алюминия и кальция, истинная плотность колеблется в пределах 2500 – 3000 кг/м3. Истинная плотность органических материалов, состоящих в основном из углерода, водорода и кислорода (битум, полимеры), составляет 800 – 1200 кг/м3. Большие различия в истинной плотности наблюдаются лишь у металлов (кг/м3): алюминий – 2700, сталь – 7850, свинец – 11 300. Плотность воды – 1000 кг/м3.
Истинная плотность используется при вычислении пористости строительных материалов.