Хамзин С.К., Абдушкуров Ф.Б. Лабораторно - практические работы по строительным материалам - файл n1.doc

Хамзин С.К., Абдушкуров Ф.Б. Лабораторно - практические работы по строительным материалам
скачать (2556.2 kb.)
Доступные файлы (3):
n1.doc1580kb.07.09.2010 18:20скачать
n2.doc1253kb.07.09.2006 12:31скачать
n3.doc1120kb.22.02.2007 12:00скачать

n1.doc

  1   2

ХАМЗИН С.К. АБДУШКУРОВ Ф.Б.

ЛАБОРАТОРНО - ПРАКТИЧЕСКИЕ



РАБОТЫ


ПО СТРОИТЕЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

Для студентов колледжей и бакалавриата строительных специальностей

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

А С Т А Н А 2 0 0 7




В В Е Д Е Н И Е





Промышленность строительных материалов представляет собой огромную отрасль, от развития которой зависит экономический потенциал республики. Затраты на материалы составляют более половины общей стоимости строительно – монтажных работ. Производство строительных материалов связано с добычей и переработкой огромного количества сырья. В строительном комплексе ежедневно создаются новые технологии, материалы и изделия, которые должны удовлетворять требованиям Стандартов Республики Казахстан (СТ РК) и Межгосударственным стандартам (ГОСТ ).

Стандарты РК и ГОСТы на строительные материалы являются законом для изготовителей, предусматривают строгое выполнение их требований по всем показателям. Поскольку числовые характеристики при лабораторных испытаниях материалов зависят от методов испытания, в основу изучения и оценки показателей их студентами принята единая методика согласно стандартам Республики Казахстан и межгосудаственным стандартам .

Изучение дисциплины «Строительные материалы и изделия» сопровождается выполнением лабораторных работ, позволяющих студентам на практике ознакомиться с основными строительными материалами, их свойствами, методами определения этих свойств с целью более квалифицированного использования их в строительстве.

При составлении учебного пособия использованы стандарты Республики Казахстан (СТ РК ), межгосударственные стандарты (ГОСТы) и строительные нормы и правила (СНиП).

Так как «Практикум» является пособием к основному учебнику по строительным материалам, в нем отсутствуют многие общие сведения, которые изучают студенты.




CТАНДАРТЫ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН (СТ РК), МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЕ СТАНДАРТЫ (ГОСТы), ИХ НАЗНАЧЕНИЕ И ПОСТРОЕНИЕ



Назначение стандартов




В Республике Казахстан 19 июля 1999 года принят закон «О стандартизации», который регулирует общественные отношения в области стандартизации, определяет правовые основы государственной системы стандартизации и меры защиты интересов государства и потребителей в вопросах качества продукции, процессов (работ) и услуг посредством разработки и применения нормативных документов по стандартизации. Стандарты на строительные материалы предназначены для обеспечения выпуска продукции заданных свойств и регулирования взаимоотношений между поставщиком и потребителем.Стандарты отражают успехи, достигнутые в области технологии производства строительных материалов, изменяются и совершенствуются вместе с изменением и совершенствованием техники производства строительных материалов. Предприятия обязаны выпускать продукцию, отвечающую заданным свойствам. Для этой цели необходимо иметь единые республиканские нормы. Такие нормы приводятся в межгосударственных стандартах и стандартах республики Казахстан. Наряду со стандартами - основным руководящим документом для строителей являются действующие “Строительные нормы и правила” (СНиП), в которых приводятся номенклатура и основные размеры строительных материалов, изделий и конструкций, основные требования к их качеству, указания по выбору и применению строительных материалов, изделий и конструкций в зависимости от класса сооружений (зданий), а также основные правила перевозки и хранения строительных материалов, изделий и конструкций.

Построение стандартов



Стандарты РК и Межгосударственные стандарты выпускаются по определенной форме, имеют свой номер, дату утверждения и срок введения их в действие. Стандарты и ГОСТы состоят из отдельных разделов, перечень и содержание которых приводится ниже.

Раздел 1. Определение. В разделе дается наименование стандартизируемого материала, указывается сырье и кратко приводится технология изготовления материала.

Раздел 11. Классификация. Указываются сорта и марки материала, форма и размеры и допускаемые отклонения.

Раздел 111. Технические условия. Приводятся нормативы, которым должен удовлетворять материал, испытанный по указанной в стандарте методике. Если материал не удовлетворяет хотя бы по одному пункту технических норм на сорта, предусмотренные стандартом, его следует считать некондиционным, т.е. несортными.

При получении некондиционного материала необходимо заводу- изготовителю предъявить рекламации, т.е. требования о возмещении убытков, что будет способствовать повышению качества выпускаемой им продукции.

Раздел IV. Методы испытаний. При выполнении лабораторных работ этому разделу следует уделять особое внимание , так как в нем дается описание приборов и правил работы на них. Несоблюдение правил работы или небрежность в работе ведет к получению неверных результатов и необходимости повторения опыта.

Раздел V . Правила отбора проб для испытаний. Чтобы исключить возможность субъективного подхода при отборе проб и наиболее точно характеризовать пробой качество получаемого материала, в ГОСТе приводятся указания по отбору проб от поступающих партий материала и даются количественные значения отбираемых проб. Это исключает разногласия, которые могут возникнуть между поставщиком и потребителем по вопросу отбора проб материала для испытаний.

Раздел VI. Правила упаковки, маркировки, хранения и транспортирования материалов. Указания о правилах упаковки, транспортирования и хранения на складах материалов преследуют цель предохранить их от порчи и потерь. ГОСТы и стандарты обязывают заводы выдавать паспорта на выпускаемую продукцию с указанием ее сорта и марки. Это позволяет установить причины снижения качества материала.

Принятое построение стандартов и ГОСТов дает возможность установить качественные характеристики материалов, наметить рациональные пути их использования в конструкциях. Разрешить споры, которые могут возникнуть между поставщиком и потребителем по вопросам качества продукции и связанной с этим оплаты ее стоимости.

Стандарты и ГОСТы налагают ответственность на изготовителя за качество выпускаемой продукции, а потребителя – за правильное использование ее в конструкциях.
1. ОСНОВНЫЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Основные свойства, присущие всем строительным материалам, можно разделить на следующие группы.

1.Физические свойства, характеризующие:

- параметры состояния: истинная плотность, средняя плотность, насыпная плотность, относительная плотность, пористость;

- отношение материала к воде (гидрофизические): водопоглощение, капиллярное всасывание, гигроскопичность, влажность, водонепроницаемость, гидрофобность, гидрофильность, влажностные деформации, морозостойкость, водостойкость;

- отношение материала к теплу и высоким температурам (теплофизические): теплопроводность, теплоёмкость, огнеупорность, огнестойкость.

2.Механические свойства, характеризующие способность материала сопротивляться воздействию внешних сил: упругость, пластичность, хрупкость, прочность, твердость, истираемость, износ, релаксация.

3.Химические свойства, характеризующие стойкость материала при действии различных химических сред: атмосферостойкость, солестойкость, кислотостойкость, щелочестойкость.

4.Долговечность, надежность - свойства, характеризующие способность материалов проявлять свои физико-механические свойства в процессе эксплуатации.

Все свойства материала определяются его составом и строением, особенно величиной и характером пористости. В табл. 1.1. приведены основные свойства некоторых строительных материалов.
1.1. Физические свойства
1.1.1. Определение истинной плотности
Истинная плотность ? - предел отношения массы к объёму, когда объём стягивается к точке, в которой определяется плотность тела ( т.е. без учета имеющихся в них пор и пустот).

Приборы: пикнометр (колба Ле-Шателье Кандло) рис.1.1, весы аналитические сито №008 (918отв/см2), стекло 10х10 см.

Материалы: любой строительные материал, высушенный и измельченный в шаровой мельнице или ступке.
Таблица 1.1

ОСНОВНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ


Наимено-вание материала

Истинная плотность,

г/см3

Средняя плотность,

г/см3

Пористость, %

Коэффициент теплопровод-ности,

Ватт/м град

Предел прочности при сжатии, Мпа

1

2

3

4

5

6

Сталь

7,85

7,85

0

58

380-450

Бетон (тяжелый)

2,60

2,20-2,50

8-12

1,28-1,55

10-60

Бетон (легкий)

2,60

0,50-1,80

50-80

0,20-0,45

15-30

Гранит

2,70

2,67

1,40

2,80

150-130

Вулканический туф

2,70

1,40

52,00

0,50

30,40

Кирпич обыкновенный

2,65

1,80

32,00

0,75

7,5-30

Кирпич пустот.

2,65

1,30

51,0

0,50

7,5-25

Стекло

2,60

26,00

0

0,80

700

Пеностекло

2,60

0,30

88,00

0,11

-

Сосна (вдоль волокон)

1,53

0,50

67,00

0,17

30-40

Стеклопластик

2,00

2,00

0

0,50

300-500

Пенопласт

1,07

0,20

90,0

0,03

0,4



Пикнометр представляет собой стеклянную колбу с узким длинным горлом, расширяющимся в средней части. Выше и ниже расширяющейся части нанесены риски, между которыми обозначен объём. Пикнометр наполняют жидкостью, инертной по отношению к исследуемому материалу, до нижней отметки. Взвешивают на стеклянной пластинке 100г измельченного, высушенного материала и небольшими порциями осторожно высыпают в прибор до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет верхней риски. Остаток исследуемого материала взвешивают.

Истинную плотность определяют с точностью до 0.01 г/см3 как среднее арифметическое по формуле
? = m – m1 / Va ,

где ?- истинная плотность материала в г/см3; кг/м3;

m - масса материала до опыта в г; кг;

m1-масса материала после опыта в г; кг;

Va.- абсолютный объём материала равный объёму вытесненной

жидкости, в см3; м3.

Рис.1.1. Колба Ле Шателье Кадло
Расхождение между результатами двух определений истинной плотности не должно быть больше 0,02 г/см3. В случаях больших расхождений производят третье определение и вычисляют среднее арифметическое двух ближайших значений. Результаты испытания заносят в табл. 1.2.

Таблица 1.2.

Результаты определения плотности



Наименование материала


Навеска порошка, г

Остаток навески после опыта,

г

Масса порошка в объёмометре, г

Истинная плотность материала, г/см

1

2

3

4

5

1.1.2. Определение средней плотности
Средняя плотность ?о - это масса единицы объёма материала в естественном состоянии

?о = m / Ve ,

где ?о - средняя плотность в г/см3; кг/м3;

m - масса материала в г; кг;

Ve - объём в естественном состоянии в см3, м3.
Большинство строительных материалов имеют поры. Чем их больше в единице объёма материала, тем меньше его средняя плотность, от средней плотности материала в значительной мере зависят его физико-механические свойства, например: прочность, теплопроводность. Значение средней плотности используется для определения пористости, массы и размеров строительных конструкций. При определении средней плотности можно использовать образцы как правильной, так и не правильной геометрической формы. От формы образца зависит метод определения плотности.

Приборы: штангенциркуль, линейка, объёмомер или весы Архимеда, стандартная воронка, аналитические весы.

Материалы: строительные материалы трех видов: правильной, неправильной геометрической формы и сыпучий.
1.1.2.1. Определение средней плотности на образцах правильной геометрической формы
Берется образец, имеющий форму куба и каждая грань измеряется в трех местах, как показано на рис. 1.2.






Рис.1.2. Измерение образца правильной кубической формы
За окончательный размер каждой грани принимают среднее арифметическое трех измерений. Обмер производят с точностью до 0,1 мм.

Объем образца цилиндрической формы определяют замером двух взаимно перпендикулярных диаметров. Кроме того, нужно измерить величину диаметров по середине высоты цилиндров. Высоту образца измеряют в точках пересечения диаметров с окружностью как показано на рис.1.3.



Рис.1.3.Измерение образца цилиндрической формы
После определения объёма, определяют массу образца на весах с точностью до 0,01 г, если образец весом более 100г. Если масса образца менее 100 г определяют с точностью до 0,001г.

Среднюю плотность образца определяют
?о = m / Ve ,
где ?о - средняя плотность вещества г/см3, кг/м3;

m - масса образца г, кг;

Vе - объём образца см3, м3.
Объём образца цилиндрической формы определяют

Ve = ? d 2 h / 4 ,
Результаты испытания заносят в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Результаты определения средней плотности



Наимено-вание материала


Форма образца

Размеры образца,

см



Объём образца, см


Масса образца, г.

Средняя плотность


шири-на

диа-метр

высо-та

г/см

кг/м

1

2

3

4

5

6

7

8

9


1.1.2.2. Определение средней плотности на образцах неправильной геометрической формы
Для определения средней плотности образцов неправильной геометрической формы пользуются методом парафинирования.

Для этого берут образец неправильной формы, предварительно высушенный, взвешивают на технических весах. Затем образец с помощью кисти покрывают тонким слоем парафина и производят повторное взвешивание на технических весах уже с парафином. Только после этого взвешивают на гидростатических весах (рис.1.4).





Рис.1.4. Гидростатические весы
Среднюю плотность вещества вычисляют по формуле

?o = m / V1 - Vп ,
где m - масса образца в сухом состоянии, г;

V1 - объем образца с парафином, см3;

Vп - объем парафина, см3;

?о - средняя плотность, г/см3.
Vп = m1 – m / ?п ,
где m - масса образца без парафина, г;

m1 - масса образца с парафином на воздухе, г;

?п - плотность парафина - 0,93 г/см3.
V1 = m1 – m2 / ?в ,
где m2 - масса образца с парафином в воде, г ;

?в - плотность воды - 1,0 г/см3 ;

Результаты испытания заносят в табл. 1.4.
Таблица 1.4

Результаты определения средней плотности


Материал


Масса образца, г


Потери массы в воде или объем образца, см3


Средняя плотность

в сухом состоянии на воздухе,

г

парафи-нирова-нного образца на воздухе, г

парафи-нирова-

нного образца

в воде,

г




г/см3




кг/м3


1

2

3

4

5

6

7



1.1.3. Определение насыпной плотности

сыпучих материалов
Насыпная плотность ?н - отношение массы зернистых или порошковых материалов к занимаемому ими объему, включая пространство между частицами.

Мерный сосуд взвешивают и ставят под воронку рис.1.5. В воронку насыпают исследуемый материал. Открыв затвор воронки, заполняют сосуд до образования верхушки, которую срезают линейкой и взвешивают сосуд с материалом . Насыпную плотность определяют как среднее арифметическое из трех измерений по формуле
?н = m1 – m2/ V ,
где m1 - масса мерного сосуда с материалом, кг;

m2 - масса мерного сосуда, кг;

V - объем мерного сосуда, м3.
Р
ис.1.5. Воронка для определения насыпной плотности
Результаты испытания заносят в табл.1.5.
Таблица 1.5

Результаты определления насыпной плотности



Материал



Масса, г

Объём материала,

см3

Насыпная плотность,

г/см3

Мерного сосуда


материала с сосудом


материала


1

2

3

4

5

6



1.1.4. Определение пористости
Пористость - степень заполнения объема материала порами. Пористость выражается чаще всего в процентах от объема материала.

Прямой метод определения пористости основан на замещении порового пространства в материале сжиженым гелием или другой средой и используется в научных исследованиях. Эксперементально- расчетный метод определения пористости используется найдеными вышеописаными способами значения истинной и средней плотности. Пористость определяется по формуле

П = (1 - ?0/ ?) 100% ,
где П - пористость, % ;

?0 - средняя плотность, г/см 3 ;

? - истинная плотность, г/см3.
1.1.5. Определение теплопроводности
Теплопроводностью называют свойство материала передавать тепло от одной поверхности к другой. Это свойство является главным как для большой группы теплоизоляционных материалов, так и для материалов, применяемых для устройства наружных стен и покрытий зданий. Теплопроводность воздуха ? =0,023 Вт/м град, что значительно меньше, чем у твердого вещества, из которого состоит каркас строительного материала. Поэтому увеличение пористости материала является основным способом уменьшения теплопроводности. Показателем теплопроводности материала служит коофициент теплопроводности, который зависит от его пористости и может быть выражен эмперической формулой профессора В.Н. Некрасова
? =1,16-0,16 ,
где ? - коэффициент теплопроводности;

?0 - средняя плотность, г/см3.
1.2. Механические свойства
1.2.1. Определения прочности при сжатии и изгибе
Прочность материала характеризуется пределом прочности - максимальным напряжением, соответствующим нагрузке, вызывающей разрушение образца.

Приборы: гидравлический пресс, линейка.

Материалы: бетон, раствор в виде образцов правильной формы (куб, цилиндр, параллелепипед) - для определение прочности на сжатие;

балочки 4х4х16 см - для определения прочности на изгиб.
1.2.1.1. Определение предела прочности при сжатии
Методика определения: замеряют поперечные размеры образца, а затем подвергают его на прессе разрушению под действием сжимающих сил.

Величина предела прочности при сжатии Rсж вычисляют в кгс/см2 или МПа поформуле
Rсж = P / F = n . Fп / F ,
где P - величина разрушающей нагрузки, кгс;

F - площадь поперечного сечения, см2;

n - показания манометра, кгс;

Fп - площадь поршня, см2 .
Результаты испытания заносят в табл. 1.6.

Таблица 1.6

Показатели прочности




Мате-

риал


Размеры образца,

См

Пло-щадь попе-речного сечения,

см2


Пока-зания

мано-метра


Пло-

щадь порш-ня,

см2

Разру-шаю-щая нагрузка,

кгс

Предел проч-ности при сжатии

кгс/см2

(МПа)

1 сто-ро-

на

2

сто-ро- на


диа-метр

1

2

3

4

5

6

7

8

9


1.2.1.2. Определение предела прочности при изгибе
Предел прочности при изгибе Rизг - определяют путем испытания образца материала в виде балочек на двух опорах
Rизг= 3 Р l1/ 2 b h2,
где Р - разрушающая нагрузка, кгс ;

l1 - расстояние между опорами = 20 см ;

b - ширина, см ;

h - высота, см ;

R - предел прочности при изгибе, в кгс/см 2, МПа .
1.2.3. Определение истираемости
Истираемостью называют способность материала уменьшаться в объеме и массе под действием истирающих сил.

Приборы: круг истирания ЛКИ, технические весы, разновесы, линейка.

Образец испытуемого материала взвешивают на весах с точностью до 0,01 г. Взвешенный образец устанавливают в обойму круга и прижимают к поверхности круга (рис. 1.5.). Площадь образца, подвергающаяся истиранию, должна полностью совпадать с горизонтальной поверхностью круга. Затем круг прибора приводят в движение. Во время вращения круга, под образец, периодически подсыпают мелкий кварцевый песок.

Один цикл истирания равен 150 метрам пути.

Степень истираемости материала устанавливается по формуле
И = m – m1 / F ,
где m - масса образца до истирания, г ;

m1 - масса образца после истирания, г ;

F - площадь истирания, см ;

И - истираемость, г/см2 .

Результаты испытания заносят в табл. 1.7.

Таблица 1.7

Результаты определения степени истираемости









Наименование материала



Число оборотов,

n или пройден-ный путь, м

Масса мате-

риала

до исти-рания,

г

Масса мате-риала после исти-рания,

г

Пло-щадь исти-рания,

см2




Исти-раемость, г/см2

1

2

3

4

5

6

7


Рис.1.5. Круг истирания типа ЛКИ-3


1 - истирающий диск; 2 - испытываемые образцы; 3 - нагружающее устройство; 4 - счетчик оборотов
Вопросы для самоподготовки

1. Что такое средняя плотность? Напишите формулу и размерность.

2. Истинная плотность материала. Формула для определения.

3. Что такое гигроскопичность.

4. Водопоглощение и способы его определения.

5. Влияние влажности на свойства материала.

6. Что такое пористость и как она выражается?

7. Свойства строительных материалов зависящих от пористости.

8. Морозостойкость материала, способы ее определения.

9. Влияние пористости и характера пор на морозостойкость.

10. Водонепроницаемость. Как она определяется?

11.Что такое теплопроводность материала? Напишите формулу для определения теплопроводности.

12. Какое влияние на теплопроводность оказывает структура пор и температура.

13. Огнеупорность. Различие строительных материалов по степени огнеупорности.

14. Огнестойкость. Различие строительных материалов по степени огнестойкости.

15. Дайте определение прочности материала.

16. Факторы, влияющие на прочность материала.

17. Что такое коэффициент размягчения и как он выражается?

18. Твердость материала, её определение.

19. Что такое газонепроницаемость? Для каких материалов это свойство важно.

2. ПРИРОДНЫЕ КАМЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Природным каменным материалом или горной породой называют минеральную массу, состоящую из одного (мономинеральная) или нескольких (полиминеральная) минералов. Минералом называют природное тело однородное: по химическому составу и физико-механическим свойствам, образующимся в результате физико-химических процессов, совершающихся в земной коре.

В зависимости от условий образования горные породы подразделяются на три вида: первичные или магматические; вторичные или осадочные; видоизменённые или метаморфические.

Первичные или магматические породы образовались из магмы, излившейся из глубины земли и затвердевшей. Эти породы делятся на глубинные (интрузивные) и излившиеся (эффузивные). Глубинные образовались в результате остывания магмы на большой глубине от поверхности земли в условиях высокой температуры и высокого давления. Излившиеся породы образовались в результате остывания магмы на поверхности земли (новейшие) или близко к поверхности (древние).

Вторичные или осадочные породы образовались в результате выветривания других ранее образовавшихся пород (обломочные), от остатков организмов (органогенные) и от осаждения солей из водных растворов (химические).

Видоизменённые или метаморфические породы образовались в результате глубоких изменений (перекристаллизации) магматических и осадочных пород под воздействием высоких температур и больших давлений.
2.1. Изучение свойств породообразующих минералов
Строительные свойства горных пород определяются химическим составом породообразующих минералов и их основными физико-механическими свойствами. В условиях учебной лаборатории вид породообразующего минерала можно определить, применяя молоток, стальную иглу, лупу, металлическую измерительную линейку,10% -ный раствор соляной кислоты, а также набор минералов-эталонов.

При проведении лабораторных занятий выдают набор минералов-эталонов, свойства которых они изучают, пользуясь учебником, коллекцией минералов. Прежде всего необходимо сравнить внешние признаки образца с эталоном (цвет, блеск, структуру) и ориентировочно дают название исследуемому минералу. Затем для проверки предварительных выводов определяют твердость минерала при помощи шкалы твердости Мооса (табл.2.1.) и необходимо заполнить пустые графы табл.2.2.
Таблица 2.1

Шкала твердости минералов


Показатель твердости

Наименование минерала

Характеристики минералов

1

2

3

1

Тальк

Легко чертится ногтем

2

Гипс

Ногтем оставляет черту

3

Кальцит

Легко чертится стальным ножом

4

Плавиковый шпат

Чертится стальным ножом под небольшим давлением

5

Апатит

Чертится стальным ножом при сильном нажиме, стекло не чертит

6

Ортоклаз (полевой шпат)

Слегка царапает стекло, стальной нож черты не оставляет

7

Кварц

Легко чертит стекло, стальной нож черты не оставляет

8

Топаз

То же

9

Корунд

То же

10

Алмаз

То же



2.2. Изучение свойств горных пород
Используя коллекцию горных пород, минералов, учебной литературы, конспектов лекций, изучить свойства основных горных пород и определить область их применения в строительстве. По содержанию минералов, их цвету и структуре можно установить вид горной породы, а затем ориентировочно ее свойства. Необходимо заполнить пустые графы табл.2.3.


Таблица 2.2

Основные породообразующие минералы.



№ п/п


Наименование минералов


Хими-ческая формула


Плот-ность, г/см2

Твер-дость по шкале Мооса



Цвет


Характерные особенности

1

2

3

4

5

6

7

Группа кварца

1

Кремнезем




2,65

7







2.

Опал




2,30

2







Группа алюмосиликатов

3.

Корунд




3,80

9







4.

Диаспор




3,40

4







5.

Полевые шпаты:

а) ортоклаз

б) альбит






2,55

2,76



6

6







6.

Слюды:

а) мусковит

б) биотит

в) вермикулит





2,30

2,30

2,30


2-3

2-3

2-3







7.

Каолинит




2,28-2,59

1







Группа железисто- магнезиальных силикатов

8.

Авгит




3,2-3,6

5,5-7,5







9.

Роговая обманка




3,1-3,5

5,5-7,5







10.

Хризотил-асбест




3,2-3,6

5,5-7,5







Группа карботанов

11.

Кальцит




2,7

3,0







12.

Мазнезит




2,5-2,9

3,5







13.

Доломит




2,1-2,8

4,0







Группа сульфатов

14.

Гипс




2,3

2,0







15.

Ангидрит




2,9

3,0-3,5







Таблица 2.3

Основные горные породы




п/п


Наименование горной породы

К какому виду относится

Цвет,

блеск

Строение

Минералы,входящие в состав

Средняя плотность,.

кг/м3

Прочность при сжатии, МПа

Область применения

1

2

3

4

5

6

7

8

9



Гранит













2600-2700

100-190






Гнейсы













2400-2800

150-200






Песчанники













2000-2800

80-200






Диатомит













400-900









Известняки













1000-2600

0,4-100






Диабаз













2700-2900

100-300






Каолиновая

Глина













2100-2300









Трахит













2200-2600

60-70






Базальт













1900-3800

300-500






Лабродорит













2600-2900

100-250






Трепел













350-950









Пемза













400-600

2-3






Порфиры













2400-2600

130-180






Глинистые сланцы













2000-2400

100-240




Вопросы для самоподготовки
1. Что такое горная порода?

2. Что такое минерал?

3. Приведите классификацию горных пород в зависимости от условий их образования.

4. Назовите основные породобразующие минералы.

5. Каковы свойства и где применяют следующие изверженные горные породы: гранит, диорит, габбро, базальт, вулканический туф,сиенит.

6. Каковы условия образования и свойства, а также область применения всех осадочных пород: песок, гипс, известняк, мел, трепел, диатомит?

7. Назовите основные метаморфические горные породы, охарактерезуйте их свойства и укажите для каких целей их применяют.

8. Назовите горные породы, применяющиеся для получения: вяжущих, в качестве легкого заполнителя и для облицовки.

9. Какими способами защищяют изделия из горных пород от выветривания?


3. КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Керамическими называют искусственные каменные материалы, получаемые из глиняных масс путем формования, сушки и последующего обжига. После обжига керамические материалы приобретают значительную прочность, водостойкость, морозостойкость и ряд других ценных свойств. Среди керамических материалов наибольшее распространение имеют керамический обыкновенный и пустотелый кирпичи (рис.3.1.), пустотелые керамические камни (рис.3.2.), облицовочные плитки, керамическая черепица и керамзит.

а) б)


Рис. 3.1. Керамический кирпич– пустотелый а) с 19 , б) с 32 пустотами

а) б)


Рис. 3.2. Пустотелые керамические камни а) с 7 , б) с 18

пустотами

Керамический кирпич изготавливают из легкоплавких глин с отощающими добавками или без них, пластическим или полусухим способами прессования и с последующей сушкой и обжигом.

При пластическом способе, глину измельчают сначала в вальцах, а затем в глиномялке, где её увлажняют до 18-25% и перемешивают до получения однородной массы. Подготовленную массу подают на прессование в приемную ленточного пресса. Цилиндрический шнек пресса с лопастями проталкивает массу через мундштук. Масса уплотняется и выходит из мундштука в виде четырехугольного бруса. Затем получают кирпич - сырец заданной толщины, разрезая движущийся брус поперек, тонкими стальными проволоками резательного устройства.

При полусухом способе, подсушенную и мелкоизмельченную глину тщательно перемешивают и увлажняют до 8-12%. Прессуют кирпич-сырец на револьверных прессах под давлением до 15 МПа.

Сушка кирпича-сырца осуществляется в сушилках, а обжиг - в туннельной печи непрерывного действия.

Согласно ГОСТ 530-95, керамический кирпич выпускают одинарный с размерами 250х120х65 мм и модульный – 250х120х88 мм.
3.1. Определение качества кирпича по внешнему осмотру

Приборы: мерная линейка или штангенциркуль, угольник.

От каждой партии (размеры её устанавливаются в количестве суточной выработки предприятия) отбираются образцы в количестве 0,5%, но не менее чем 100 штук.

Из числа отобранных образцов, 10 штук используют для определения прочности при сжатии, 5 штук – предела прочности при изгибе, 5 штук – морозостойкости, 5 штук – водопоглощения и средней плотности, 5 штук – на наличие известковых включений.

Кирпич, отобранный в переувлажненном состоянии, перед испытанием выдерживают в помещении лаборатории не менее 3-х суток или в сушильном шкафу при температуре +1050С в течение 4-х суток.

Для определения соответствия кирпича требованиям ГОСТа его осматривают и проверяют по указанным далее показателям:

а) линейные размеры по длине, ширине, толщине в мм измеряют с погрешностью до 1 мм металлической линейкой или специальными шаблонами в трех местах – по ребрам и середине грани. За окончательный результат принимают среднее арифметическое трех измерений;

б) не прямолинейность грани и ребер в мм по постели и ложку устанавливают с точностью до 1 мм, измеряя при этом величину наибольшего просвета между углом кирпича и угольника (рис.3.3.) и записывают в журнал все результаты;




Рис.3.3. Определение не прямолинейности граней и ребер.




Рис.3.4. Кирпич керамический полнотелый

1 – постель, 2 – ложок, 3 – тычок
в) определяют наличие трещин на ложковых и тычковых гранях. Трещины, начинаясь на одной постели, пересекают ложок или тычок и переходят на другую постель. Наибольшую длину измеряют с помощью линейки и угольника по одной из постелей, перпендикулярно ложку или тычку. Записывают в журнал длину всех трещин.

Половняком считают изделия, состоящие из парных половинок или имеющие трещины, протяженностью по постели полнотелого кирпича более 30 мм, пустотелых – более чем до первого ряда пустот на всю толщину кирпича;

г) отбитости и притупленности углов и ребер определяют (по ребру) с помощью угольника и линейки с точностью до 1 мм. (рис 3.3.) наибольшей длины отбитости или притупленности. В журнал записывают результаты отбитости всех углов по наибольшему значению, например, L1>L2, поэтому записывают L1= … мм;

д) наличие «недожога» и «пережога» определяют по цвету и звуку, сравнивая исследуемый образец с эталоном. Более светлый кирпич, чем эталон, и глухой звук при ударе молотка – признаки «недожога». Поставка потребителю кирпича «недожога» и «пережога» не допускается, так как он является браком.

е) для определения наличия известковых включений кирпич помещают на решетку сосуда с водой и кипятят в течение часа.

Известковые включения в процессе кипячения гасятся (СаО + Н2О = Са(ОН)2), увеличиваясь в объёме и приводят к появлению трещин на поверхности кирпича, отбитостей и выколов. Известковые включения просматриваются в виде белых зёрен на поверхности кирпича.

Полученные результаты по внешнему осмотру следует сравнить с требованиями ГОСТа, приведенными в табл.3.1. и сделать заключение о качестве кирпича данной партии.
3.2. Определение водопоглощения кирпича
Приборы: сушильный шкаф, весы с разновесами, емкость с деревянной решёткой и водой.

Испытание кирпича на водопоглощение производят насыщением пяти образцов в воде с температурой +200С или в кипящей воде в течение 4 часов.

Первый способ. Высушенный до постоянной массы кирпич взвешивают с точностью до 0,1 г и устанавливают на решётку с водой так, чтобы уровень воды в сосуде был выше образца не менее чем на 2 см. Образец выдерживают в воде 48 ч, после чего вынимают, обтирают влажной мягкой тканью и взвешивают. Масса воды, вытекающей из пор образца на чашку весов, включается в массу образца. Водопоглощение по массе Вмас определяют по формуле
В мас = ( m1 – m /m ) 100% ,
где В мас - водопоглощение по массе, %;

m1 - масса образца насыщенного водой, г;

m - масса образца высушенного до постоянной массы, г .

Таблица 3.1

Основные требования к качеству кирпича




Параметры качества

Допускаемые отклонения для кирпича пластического и полусухого прессования, мм

Отклонения, установленные при осмотре образцов


1


2


3

1

2

3

4

5

Длина 250 мм

Ширина 125 м

Толщина 65 мм

±5

±4

±3










Непрямолинейность граней и ребер, не более, мм

по постели

по ложку



±3

±3

±4










Отбитости (граней)

углов 10-15 мм, шт.


2










Отбитости и притупле-

нности ребер, не дохо-

дящие до пустот, глуби-

ной более 5 мм, длиной по ребру от 10 до 15 мм, шт.



2










Трещины протяжен-ностью по постели полнотелого кирпича до 30 мм, пустотелых изделий не более чем до первого ряда пустот, шт.

на ложковых гранях

на тычковых гранях


1

1










Степень обжига

Эталон










Известковые включения по наибольшему измерению от 5 до 10 мм не допускаются более, шт.


3












Результаты испытаний заносят в табл. 3.5.

Таблица 3.5

Определение водопоглощения




Масса сухого кирпича,

г

Масса водонасыщенного кирпича,

г

Водо-

поглощение,

%

1

2

3

4


Второй способ. Взвешенный образец укладывают в сосуд с водой на решётку и кипятят в течение 4 часов, после чего охлаждают до +200С непрерывным доливанием в сосуд холодной воды, а затем

взвешивают образец, насыщенный водой. Методика подсчета такая же как и у первого способа.

Водопоглощение полнотелого кирпича марки 150 и выше должно быть не менее 6%, а кирпича остальных марок не менее 8%.
3.3 Определение марка кирпича
Марка кирпича определяется по среднему и минимальному результату значений предела прочности при сжатии и изгибе.

Приборы: сферическая чашка, шпатель, стеклянные пластины, листовая бумага, совок, металлические линейки, емкость с водой, мерный цилиндр, технические весы и гидравлический пресс.

Материалы: портландцемент марки не ниже 300.
а) определение прочности при сжатии

Из портландцемента приготавливают в стальной чашке тесто, водоцементным отношением в пределах 0,24-0,30.

Отобранные для испытания кирпичи распиливают дисковой пилой на распилочном станке на две равные части.

Перед изготовлением образцов, кирпич погружают в воду не менее чем на 5 минут.

На лист из стекла кладут смоченный в воде лист бумаги, на который наносят цементное тесто толщиной около 4 мм и укладывают половинку кирпича. На верхнюю поверхность этой половинки кирпича также наносят слой цементного теста и сверху укладывают вторую половинку кирпича, излишки цементного теста на бумаге и шве срезают ножом. Для выравнивания верхней поверхности образца вновь берут лист стекла с бумагой и тестом и, перевернув образец, укладывают его на это тесто. Толщина шва и выравнивающих слоев на верхней и нижней поверхностях образцов должны быть от 3 до 5 мм. Подготовленные образцы должны иметь взаимно параллельные поверхности и перпендикулярные к боковым граням (рис.3.5.).

Допускается испытывать образцы, склеенные из целого кирпича.

Изготовленные образцы выдерживают в камере нормального твердения не менее трех суток при температуре 20±30С и относительной влажности 90-95%. Измеряют линейкой ширину и длину каждой постели образца с точностью до 1 мм и вычисляют площадь как среднее арифметическое результатов измерений двух поверхностей. Образцы устанавливают в центре опорной плиты пресса. Нагрузка при испытании должна возрастать непрерывно со скоростью 0,15 МПа/с.

Предел прочности при сжатии Rсж, кгс/см2, образца вычисляют по формуле
Rсж = Р / F ,
где Р - наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, кгс;

F - площадь поперечного сечения образца, вычисляемая как среднее арифметическое значение площадей верхней и нижней его поверхностей, см2.

Рис.3.5. Куб из кирпича для испытания на сжатие
Средний предел прочности при сжатии образцов вычисляют с точностью 1 кгс/см2, как среднее арифметическое значение по пределу прочности при сжатии. Результаты испытаний записывают в табл. 3.2.
Таблица 3.2

Определение прочности при сжатии





Размеры сечения, см2

Площадь сечения, см2

Показания манометра пресса

Разрушаю-щая нагрузка, кгс

Прочность при сжатии, кгс/ см2

а

в

1

2

3

4

5

6

7



б) определение прочности при изгибе
Приборы и материалы те же, что и при определении предела прочности при сжатии кирпича.

В течение 5 минут кирпич насыщают водой, после чего на верхней постели, в месте передачи нагрузки, и на нижней, в месте опирания кирпича на опоры, наносят из цементного теста полоски шириной 2-3 см и толщиной около 3-5 мм. Полоски делают с помощью металлических линеек или шаблонов. В пустотелом кирпиче пустоты, которые попадают на опоры, перед нанесением на них полосок заполняют цементным раствором. Допускается вместо полосок поверхность образца подвергнуть шлифованию.

До испытания образцы выдерживают в помещении не менее 3-х суток при температуре +20 0С.

Определяют высоту образца, как среднее арифметическое двух измерений боковых граней (исключая толщину выравнивающего слоя) и ширину – как среднее арифметическое значение двух измерений верхней и нижней граней. Кирпич укладывают на две цилиндрические опоры диаметром 10-15 мм с расстоянием между центрами 20 см и нагружают сосредоточенным грузом в середине пролета (рис.3.6.). При испытании пустотелый кирпич укладывают пустотами вниз.

Предел прочности при изгибе Rизг, кгс/см2, образца вычисляют по формуле
Rизг = 3Р l1 /2b h2 ,
где Р наибольшая нагрузка, установленная при испытании образца, кгс;

l1 расстояние между осями опор, см;

b ширина образца, см;

h — высота образца по середине пролета без выравнивающего слоя, см.


Рис. 3.6. Схема испытания кирпича на изгиб
Предел прочности при изгибе образцов в партии вычисляют с точностью до 0,5 кгс/см2 как среднее арифметическое значение результатов испытаний установленного числа образцов.

При вычислении предела прочности при изгибе образцов в партии не учитывают образцы, предел прочности которых имеют отклонение от среднего значения предела прочности всех образцов более чем на 50 % и не более чем по одному образцу в каждую сторону. По усредненному значению предела прочности при изгибе определяется марка. Результаты испытаний записывают в табл. 3.3.
Таблица 3.3

Определение предела прочности при изгибе





Расстоя-ние между опорами, см

Ширина кирпича,

см

Толщина кирпича, см

Показа-ния мано-метра

Разруша-ющая нагрузка, кгс

Проч-ность при сжатии, кгс/ см2

1

2

3

4

5

6

7


Общий вывод о марке кирпича (табл. 3.4.) необходимо сделать по результатам испытаний на сжатие и изгиб, принимая по среднему и минимальному показателю марки.

Таблица 3.4

Требования ГОСТ 530-95 по прочности

при сжатии и изгибе, МПа (кгс/ см2)



Марка

изделия

При сжатии

При изгибе


всех видов изделий

полнотелого кирпича

пластического формования

кирпича полусухого прессования

и пустотелого кирпича


средний для

5

образцов

наи-мень-

ший для отдель-ного образца

средний для

5 образ-цов

наи-мень-ший для отдель-ного образца

средний для

5

образцов

наи-мень-ший для отдель-ного образца













































Вопросы для самоподготовки


  1. Каковы требования к керамическому кирпичу по размерам и внешним признакам?

  2. Как определить среднюю плотность кирпича?

  3. Что такое «недожог» кирпича, как влияет наличие «недожога» на механические свойства кирпича?

  4. Как влияют на качество кирпича известковые включения, как определить наличие известковых включений в кирпиче?

  5. Каковы основные требования к кирпичу по механическим характеристикам? Марки кирпича. Методы определения механических свойств кирпича.

  6. Средняя плотность, водопоглощение и морозостойкость керамического обыкновенного кирпича.

  7. Теплофизические характеристики керамического обыкновенного кирпича (теплопроводность, огнеупорность, огнестойкость).

  8. Виды санитарно-технической керамики.

  9. Виды черепицы.

  10. Виды легких пористых заполнителей, полученных обжигом.



4. НЕОРГАНИЧЕСКИЕ (МИНЕРАЛЬНЫЕ)

ВЯЖУЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Неорганическими или минеральными вяжущими веществами называются порошкообразные материалы, которые при смешивании с водой образуют пластично-вязкое тесто, способное со временем самопроизвольно затвердевать в результате физико-химических процессов. По условиям твердения вяжущие делятся на 3 группы:

- воздушные вяжущие, способные затвердевать и длительное время сохранять прочность на воздухе (воздушная известь, магнезиальное вяжущее, гипсовое вяжущее, жидкое стекло, кислотоупорный цемент);

- гидравлические вяжущие, твердеющие и длительное время сохраняющие прочность не только на воздухе, но и воде (портландцемент и его разновидности, цементы, гидравлическая известь, романцемент);

- вяжущие автоклавного твердения – твердеют в среде насыщенного водяного пара и повышенного давления (0,8-1,5 МПа) (известково-кремнеземистые, известково-зольные, известково-шлаковые, нефелиновый цемент и др.)
4.1. СТРОИТЕЛЬНЫЙ ГИПС
Гипсовые вяжущие вещества получают путем тепловой обработки природного гипсового камня (CaSO4 x 2H2O), ангидрита (CaSO4) или отходов химической промышленности (фосфогипс, борогипса). В зависимости от температуры тепловой обработки, гипсовые вяжущие делятся на 2 группы: низкообжиговые и высокобжиговые.

Низкообжиговые гипсовые вяжущие получают при тепловой обработке (110-180оС) природного гипсового камня до полугидрата сульфата кальция (CaSO4 x 0,5H2O) . К ним относятся строительный, формовочный и высокопрочный гипс.

Высокообжиговые гипсовые вяжущие получают путем обжига сырья при температурах 600-1000оС и состоят из ангидрита (CaSO4). К ним относятся высокообжиговый гипс и ангидритовый цемент.

Испытания проводятся согласно ГОСТ 23785-79.

4.1.1. Определение водопотребности гипсового теста
За водопотребность гипсового теста принимается количество воды, выраженное в процентах от массы вяжущего, необходимое для получения теста стандартной консистенции. Эта величина необходима для определения сроков схватывания гипсового теста и прочности гипсового камня.

Приборы: вискозиметр Суттарда (рис.4.1.1.1.), секундомер, весы, резиновая чаша для приготовления теста, мешалка, мерный цилиндр.

Материал: строительный гипс.

Р
ис. 4.1. Вискозиметр Суттарда

а) – в собранном виде; б) – расплыв лепешки из гипсового теста; 1 – латунный цилиндр; 2 – стеклянная пластинка с концентрическими окружностями; 3 – лепешка из гипсового теста нормальной водопотребности
В чистую чашку, предварительно протертую влажной тканью, вливают 50-70% воды от массы гипса, затем в воду засыпают 300 г гипсового вяжущего, массу перемешивают в течение 30 секунд, начиная отсчет времени от начала засыпания гипса в воду. После окончания перемешивания заполняют цилиндр гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Цилиндр и стекло предварительно протирают тканью. Через 45 секунд с начала засыпания гипса в воду цилиндр очень быстро поднимают вертикально вверх на высоту 15-20 см и отводят в сторону. Диаметр расплыва лепешки измеряют в двух перпендикулярных направлениях. Если диаметр расплыва не соответствует 180±5 мм, испытание повторяют с измененной массой воды. Данные заносят в табл. 4.1.
Таблица 4.1

Результаты определения водопотребности






Масса гипса

Количество воды

Расплыв по шкале, мм

Нормальная густота, %

см3

%

1

2

3

4

5

6


4.1.2. Определение сроков схватывания гипсового теста
Начало схватывания – время от момента затворения гипсового теста до того момента, когда игла прибора Вика не доходит до стеклянной пластинки на 0,5 мм.

Конец схватывания – время от момента затворения гипса водой до того момента когда игла прибора Вика опускается в тесто не более чем на 1 мм. (рис. 4.2.).

Приборы: прибор Вика, сферическая чашка, лопатка, нож, мерный стакан (стеклянный).

Материалы: строительный гипс.

В зависимости от сроков схватывания, различают следующие виды вяжущих (табл. 4.2.).

Рис. 4.2. Прибор Вика
1 - цилиндрический металлический стержень; 2 - обойма ста­нины;

3 - стопорное устройство; 4 - указатель; 5 - шкала; 6 - пестик; 7 - игла
Подвижный металлический стержень прибора Вика с указательной стрелкой движется в вертикальном направлении около шкалы с делениями от 0 до 40 мм. В нижней части стержня укреплена стальная игла диаметром 1 мм и длиной 50 мм. Вес стержня с иглой 300 граммов.
Таблица 4.2

Сроки схватывания


Виды вяжущих

Сроки схватывания, мин

Начало не ранее

Конец не позднее

1

2

3

Быстротвердеющий, А
Нормальнотвердеющий, Б
Медленнотвердеющий, В


2
6
20

15
30
не нормируется


Перед началом опыта проверяется положение указательной стрелки, которое должно совпадать с нулевым делением шкалы в тот момент, когда игла касается поверхности пластины под кольцом прибора. Для определения сроков схватывания используют тесто нормальной густоты, которое заливается в кольцо прибора. Избыток срезается ножом. Кольцо с тестом помещается под иглу прибора. Конец иглы совмещается с поверхностью гипсового теста. При опускании винта стержня игла стержня свободно погружается в тесто. Погружение иглы повторяется каждый раз в новом месте через 30 секунд. Игла после каждого погружения вытирается фильтровальной бумагой.

Во избежание потери воды на смачивание чаши и лопатки перед работой их необходимо увлажнить.

Результаты записывают в форме:

Начало схватывания ……………мин.

Конец схватывания……………мин.
4.1.3. Определение тонкости помола гипсовых вяжущих
Тонкость помола характеризуется остатком в процентах по массе на сите с сеткой № 02 (размер ячеек в свету 0,2 мм).

Приборы: сито с сеткой № 02, весы, сушильный шкаф.

Материалы: строительный гипс

В зависимости от степени помола различают следующие виды гипсовых вяжущих: I – грубого помола – остаток на сите не более 23%, II – среднего помола – остаток на сите более 14%, III - тонкого помола – остаток на сите более 2%.

Гипс высушивают в сушильном шкафу в течение 1 ч при t0=100±50С. Отвешивают 50 г гипса и просеивают через сито до тех пор, пока сквозь сито в течение 1 мин проходит не более 0,1 г. Степень помола гипса вычисляют с точностью до 0,1%, как соотношение массы остатка на сите к массе исходной навески, умноженной на 100%
Т = (mост / m) 100% ,
где Т - степень помола, % ;

mост - остаток на сите, г ;

m - навеска гипса.
4.1.4. Определение прочности гипсового камня

(марка гипса)

Марка гипсового вяжущего определяется по пределу прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек 40х40х160 мм в возрасте двух часов после изготовления их из теста нормальной водопотребности.

Приборы: машина МИИ-100, гидравлический пресс, формы балочек 40х40х160 мм, ручная мешалка, фарфоровая чашка, весы, секундомер, мерный цилиндр.

Материалы: строительный гипс.

Для изготовления образцов берут пробу гипсового вяжущего массой от 1, 0 до 1, 6 кг. Гипсовое вяжущее в течение 5-20 с засыпают в чашку с водой, взятой в количестве, необходимом для получения теста стандартной консистенции. После засыпания вяжущего смесь интенсивно перемешивают ручной мешалкой в течение 60 с до получения однородного теста, которым заливают форму. Предварительно внутреннюю поверхность металлических форм слегка смазывают минеральным маслом средней вязкости. Отсеки формы наполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхивают 5 раз, для чего ее поднимают за торцевую сторону на высоту от 8 до 10 мм и опускают. После наступления начала схватывания излишки гипсового теста снимают линейкой, передвигая ее по верхним граням формы перпендикулярно к поверхности образцов. Через 15±5 мин после конца схватывания образцы извлекают из формы, маркируют и хранят в помещении для испытаний.

Для проведения испытаний образец устанавливают на опоры прибора для испытания на изгиб по ГОСТ 310. 4-81 таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных валиках приведена на рис. 4.3.

Расчет предела прочности производят по формуле

=0, 0234 Р МПа ( 0, 234 Р кгс/см),
где Р - разрушающая нагрузка в МПа или кгс/см.
Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов трех испытаний.

Рис. 4.3. Схема расположения образца на опорных валиках
Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Образцы помещают между двумя пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам форм, находились на плоскостях пластин, а упоры пластин плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 4.4).

Рис. 4.4.Схема расположения образцов между пластинами

1-верхняя плита пресса; 2- пластинки; 3-половина образца; 4- нижняя плита пресса.

Образец вместе с пластинами подвергают сжатию на прессе. Время от начала равномерного нагружения образца до его разрушения должно составлять от 5 до 30 с, средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть 10±5 кгс/см в секунду. Результаты испытаний заносят в табл. 4.3.

В заключение по результатам всех испытаний делается маркировка гипсового вяжущего.

Пример условного обозначения: Г-5АП, где Г – гипсовое вяжущее, 5 – прочность при сжатии (МПа), А – быстротвердеющий, П. – средний помол.

Таблица 4.3

Результаты определения прочности





Передел прочности

при изгибе, кгс/см2

Площадь образца,

см2

Разрушающая нагрузка,

Кгс

Предел прочности

при сжатии,

кгс/см2

1

2

3

4

5


Марки гипсовых вяжущих приведены в табл. 4.4.

Таблица 4.4

Технические требования, предъявляемые

к гипсовым вяжущим



Марка вяжущего

Предел прочности образцов-балочек размерами 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, не менее

При сжатии

при изгибе

Г-2

Г-3

Г-4

Г-5

Г-6

Г-7

Г-10

Г-13

Г-16

Г-19

Г-22

Г-25

2

3

4

5

6

7

10

13

16

19

22

25

1,2

1,8

2,0

2,5

3,0

3,5

4,5

5,5

6,0

6,5

7,0

8,0


Вопросы для самоподготовки.


  1. Что такое воздушные вяжущие вещества?

  2. Какие требования предъявляются к строительному гипсу по маркам?

  3. Получение «низкообжиговых» гипсовых вяжущих.

  4. Получение «высокообжиговых» гипсовых вяжущих.

  5. Что означают цифры и буквы при маркировке гипсовых вяжущих (например, Г-6БП)?

  6. Твердение гипсовых вяжущих.

7. Применение гипсовых вяжущих.


4.2. СТРОИТЕЛЬНАЯ ВОЗДУШНАЯ ИЗВЕСТЬ
Воздушная известь получается путем обжига (до удаления углекислоты) кальциево-магниевых пород: мела, известняка, доломитизированных и мергелистых известняков, доломитов.

Тонко помолотую воздушную известь получают путем гашения водой или размола негашеной извести. Если в извести содержится менее 5% оксида магния, то это кальциевая (маломагнезиальная), от 5 до 25% оксида магния – магнезиальная, более 25% оксида магния - высокомагнезиальная или доломитовая известь.
4.2.1. Определение содержания в извести активных оксидов

кальция и магния СаО + МgО
Приборы: технические весы, фарфоровая ступка, колба стеклянная на 250 мл с воронкой, стеклянные бусы, электроплитка, штатив с бюреткой, пипетка.

Реактивы: 1Н раствор соляной кислоты, 1%-ный спиртовый раствор фенолфталеина, дистиллированная вода.

Негашеную известь (комковую) в количестве 4-5 г предварительно растирают в фарфоровой ступке. Растертую известь в количестве 1 г помещают в колбу емкостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды, добавляют 15-20 стеклянных бус, закрывают стеклом и нагревают содержимое колбы в течение 5мин., не доводя до кипения. После остывания добавляют 2-3 капли 1%-ного спиртового раствора фенолфталеина и титрируют при постоянном взбалтывании 1Н соляной кислотой до полного обесцвечивания содержимого. Титрование считается оконченным, если по истечении 5 мин не происходит окрашивание содержимого колбы.

Титрование следует производить медленно, добавляя кислоту по каплям.

Содержание оксидов кальция и магния в процентах определяют по формуле

Х=V 2,804 k / m ,
где V – количество 1Н соляной кислоты израсходованной на титрирование, мл;

2,804 - количество оксида кальция, соответствующего 1 мл 1Н раствора соляной кислоты;

k - поправка к титру 1Н раствора соляной кислоты = 1;

m – навеска извести, г.

4.2.2. Определение температуры

и времени гашения извести

При взаимодействии извести с водой происходит гидратация оксида кальция по реакции
СаО + Н2О = Са(ОН)2 + 65,5 кДж ,
где 65,5 кДж – количество тепла, выделяющейся при реакции.
Температура гасящейся извести повышается до определенного максимума. После окончания реакции температура смеси падает. За скорость гашения извести принимается промежуток времени от момента затворения извести водой до начала снижения температуры.

Приборы: прибор для определения скорости гашения (термос), термометр, секундомер, весы.

Материал: измельченная воздушная известь.

Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.

Maссу навески извести G в граммах рассчитывают по формуле
,
где А — содержание активных окисей кальция и магния в изве­сти, %.

Массу навески G помещают в термосную колбу, вливают 25 мл воды, имеющей температуру 20°С, и быстро перемешивают дере­вянной отполированной палочкой. Колбу закрывают пробкой с плотно вставленным термометром на 100°С и оставляют в покое. Ртутный шарик термометра должен быть полностью погружен в реагирующую смесь. Отсчет температуры реагирующей смеси ве­дут через каждую минуту, начиная с момента добавления воды. Определение считается законченным, если в течение 4 мин темпе­ратура не повышается более чем на 1°С.

За время гашения принимают время с момента добавления во­ды до начала периода, когда рост температуры не превышает 0,25°С в минуту. Результаты испытаний записывают в табл. 4.5.


Таблица 4.5

Результаты испытаний времени гашения извести


Время от момента заливания воды

Температура смеси от момента заливания воды

1

2


4.2.3. Определение содержания в извести непогасившихся зерен
Приборы: металлический или стеклянный цилиндр, стеклянная палочка, сито № 063, сушильный шкаф, весы.

Материалы: измельченная негашеная известь.

В металлический сосуд цилиндрической формы вместимостью 8—10 л наливают 3,5—4 л нагретой до температуры 85—90°С воды и всыпают 1 кг извести, непрерывно перемешивая содержимое до окончания интенсивного выделения пара (кипения). Полученное тесто закрывают крышкой и выдерживают 2 ч, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промыва­ют на сите с сеткой № 063 слабой непрерывной струей, слегка рас­тирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконеч­ником. Остаток на сите высушивают при температуре 140—150°С до постоянной массы. Содержание непогасившихся зерен в процен­тах вычисляют по формуле


где m остаток на сите после высушивания, г.

Непогасившиеся зерна представляют собой различные примеси: песок, СаСО3 (недожог), остеклование СаО (пережог), которые в конечном итоге снижают качество извести. Результаты испытаний заносят в табл. 4.6.

Таблица 4.6

Содержание непогасившихся зерен.


Навеска непогашенной извести, г


Остаток на сите №063 ,г

Содержание непогасившихся зерен, %

1

2

3
  1   2


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации