З дисципліни БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

Спеціальності: 7.092101

7.120101

7.092104

6.092600

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ №9-16

З дисципліни

«БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ»

 

ХАРКІВ 2011

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ХАРКІВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БУДІВНИЦТВА ТА АРХІТЕКТУРИ

 

Спеціальності: 7.092101

7.120101

7.092104

6.092600

 

 

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЛАБОРАТОРНИХ РОБІТ №9-16

З дисципліни

«БУДІВЕЛЬНІ МАТЕРІАЛИ ТА ВИРОБИ»

 

Затверджено на засіданні кафедри будівельних матеріалів і виробів.

Протокол № 8 от 15.04.08

 

 

ХАРКІВ 2011

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт № 9-16 з дисципліни «Будівельні матеріали та вироби» для студентів спеціальностей: 7.092101 «Промислове і цивільне будівництво», 7.120101 «Архітектура будівель і споруд», 7.092104 «Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів», 6.092600 «Водопостачання та водовідведення» / Укладачі: О.Г. Вандоловський, І.Е. Казімагомедов, О.В. Вішев, О.Б. Деденьова, Т.О. Костюк, Т.А. Ліпко, О.В. Рачковський. – Харків: ХДТУБА, 2011. – 61 с.

 

 

Рецензент В.П. Сопов

 

Кафедра будівельних матеріалів і виробів

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт 9-16 з курсу «Будівельні матеріали та вироби», «Будівельне матеріалознавство», «Архітектурне матеріалознавство» призначені для студентів денної форми навчання за спеціальностями: 7.092101 «Промислове і цивільне будівництво», 7.120101 «Архітектура будівель і споруд», 7.092104 «Технологія будівельних конструкцій, виробів і матеріалів», 6.092600 «Водопостачання та водовідведення».

Ці методичні вказівки є логічним продовженням методичних вказівок до лабораторних робіт 1-8; з цього приводу при їх виконанні необхідно дотримуватись раніш наданих рекомендацій.

У дійсній розробці викладені методика проведення випробувань крупного заповнювача для важких бетонів, підбір складу важкого бетону та будівельного розчину, визначення фізичних та механічних властивостей деревини, випробування лакофарбових матеріалів, нафтових бітумів, вуглецевих сталей; неруйнуючі методи випробувань будівельних матеріалів.

Лабораторна робота 9

ВИПРОБУВАННЯ КРУПНОГО ЗАПОВНЮВАЧА ДЛЯ ВАЖКИХ БЕТОНІВ

Мета роботи: Ознайомлення зі стандартними методами визначення властивостей крупних заповнювачів важкого бетону, проведення випробувань та оцінка якості гранітного щебеню.

Основні положення:

Для приготування важкого бетону як крупний заповнювач використовують щебінь з природнього каменю, гравій, щебінь з гравію, щебінь із супутніх порід та відходів збагачення гірничозбагачуючих підприємств вугільної, металургійної, хімічної та інших галузей промисловості, а також щебінь із металургійних, паливних та інших шлаків відповідно до вимог ДСТУ Б В.2.7-74-98 та інших діючих стандартів.

Щебінь відносять до щільного, якщо щільність зерен складає більш 2,0 г/см³. В залежності від розміру зерен щебінь поділяють на наступні фракції, мм: від 5 до 10, від 10 до 20, від 20 до 40, від 40 до 70.

Зерновий склад щебеню, що використовується для бетонів, має знаходитись у межах, вказаних у таблиці 9.

Щебінь не повинен містити зерен пластинчастої (лещадної) та голкової форми, у яких товщина або ширина у 3 рази менше довжини, більш 35 % за масою, а також сторонніх забруднюючих домішок. Вміст глини в грудках не повинен перевищувати 0,15 %, а кількість пиловидних та глинистих часток – 0,7 % для щебеню з вивержених та метаморфічних порід; 1,5 % для щебеню з осадових порід.

 

Таблиця 9 – Склад щебеню

Розмір контрольних сит	Для фракцій з найменшим розміром зерен	0,5 (Дmin + Дmax) для	Дmax	1,25 Дmax
5(3) мм	10 мм і більш	однієї фрак- ції	суміши фрак- цій
Повний залишок на ситах за масою, %	95-100	90-100	40-80	50-70	0-10

Форма звіту: лабораторний журнал.

Щебінь з природного каменю підлягає нижче наведеним випробуванням.

Визначення насипної густини щебеню

Прилади: металевий мірний циліндр (ємність 10 л); лопата, металева лінійка, терези з гірками. Насипну густину визначають шляхом зважування щебеню у металевому мірному… Після цього мірний циліндр з щебенем зважують і обчислюють насипну густину щебеню, кг/л:

Таблиця 9.1 – Визначення насипної густини щебеню

Показники	Од. вимір.	Формула	Результати
І	ІІ	ІІІ
Місткість мірного циліндра Маса мірного циліндра Маса щебеню з циліндром Маса щебеню Об‘єм щебеню Насипна густина щебеню     Середнє значення насипної густини щебеню	л кг кг кг л кг/л (кг/м3)   кг/л (кг/м3)	V m2 m1 m V

Форма звіту: лабораторний журнал.

Визначення істинної густини зерен щебеню

Прилади: металевій об’ємомір, скляна посудина ємністю 1,5 л, терези технічні з гірками. Істинна густина зерен щебеню визначається або за допомогою гідростатичного… Металевий об’ємомір являє собою циліндричну посудину з оцинкованого заліза діаметром 150 мм та висотою 350 мм. У…

Таблиця 9.2 – Визначення істинної густини зерен щебеню

Показники	Од. вимір.	Формула	Результати
І	ІІ	ІІІ
Маса щебеню Маса води, що була витиснена щебенем Об’єм щебеню, що занурюється у воду Істинна густина щебеню, що занурюється у воду   Середнє значення істинної густини щебеню у шматку	г   г   см3   г/см3     г/см3	m   m1   V=m1

Форма звіту: лабораторний журнал.

Визначення порожнистості щебеню

Мета роботи: ознайомлення з аналітичним методом розрахунку порожнистості щебеню та її практичне значення.

Порожнистість щебеню обчислюють на основі попередньо встановлених значень насипної густини щебеню () та істинної густини його зерен () за формулою 9.2:

(9.2)

де П – порожнистість щебеню, %, за об’ємом;

– насипна густина щебеню, г/см³;

– істинна густина зерен щебеню, г/см³.

Одержані результати заносять до лабораторного журналу (табл. 9.3).

Таблиця 9.3 – Визначення порожнистості щебеню

Показники	Од. вимір.	Формула	Результати
І	ІІ	ІІІ
Насипна густина щебеню Істинна густина зерен щебеню   Порожнистість щебеню	г/см3   г/см3 %

Вологість щебеню та вміст в ньому пилоподібних, глинистих та мулистих часток визначають відповідно до вимог ГОСТ 8269.0-97 за методикою, аналогічною відповідним методикам для випробувань піску.

Визначення зернового складу нефракційованого щебеню

Прилади: стандартний набір сит, металевий циліндр ємністю 10 л,терези технічні з гірками. Після попередньої промивки та висушування проби щебеню беруть наважку в…  

Лабораторна робота 10

Підбір складу ВАЖКОГО бетону

Мета роботи: ознайомлення з методом абсолютних об’ємів для добору складу важкого бетонну та практичне визначення складу бетону певної марки та рухливості, ознайомлення зі стандартними методами визначення рухливості бетонної суміші, її густини, фактичної міцності та марки бетону та практичне виконання цих задач лабораторним шляхом.

Прилади та обладнання: конус стандартний, металевий стрижень, гладкий металевий лист, воронка, лінійки, металеві форми 15×15×15 см, терези технічні, гідравлічний прес.

Форма звіту: лабораторний журнал.

Загальні поняття про бетон

Бетон використовують для конструкцій різного призначення, що експлуатуються у певних умовах – звичайних або таких, що відрізняються підвищеною… Найбільш дефіцитною та вартісною частиною бетону є зв’язуюче (цемент), тому… 10.2 Визначення складу звичайного (важкого) бетону

Порядок добору складу бетону

10.3.1 Завдання. Завдання на добір складу бетону звичайного складається з двох величин: потрібної міцності бетону у 28-добовому терміні витримки… Необхідна рухомість бетонної суміші у вигляді осадки конуса «ОК» призначається… 10.3.2. Характеристика складових частин. Всі компоненти бетону: цемент, дрібний та крупний заповнювач – піддаються…

Визначення виробничого складу бетону

Для визначення виробничого складу бетону діють наступним чином. Розраховують витрати заповнювачів на 1 м3 бетону з урахуванням їх природної… П1 = П ( 1 + 0,01Wп ); (10.24) Щ1 = Щ ( 1+ 0,01Wщ ), (10.25)

Випробування контрольних зразків для визначення міцності бетону до стиснення

При випробуванні на стиск зразки-куби встановлюють однією із завчасно відібраних граней на нижню опорну плиту пресу центрально відносно його осі,… Тип (марку) преса та обрану шкалу силовимірювача записують до журналу… Досягнуте у процесі випробування максимальне зусилля приймають за величину руйнівного навантаження на зразок Р.

Добір складу будівельного розчину

Мета роботи: ознайомлення з методом добору складу цементно-піщаного будівельного розчину, що призначений для мурування керамічної цегли. Практична оцінка рухливості та розчинної середньої густини та фактичної міцності затверділого будівельного розчину згідно вимог стандартів.

Прилади та обладнання: терези технічні, чаша для затворень, металева лопатка, скляна колба, конус БудЦНДХ, сталевий стрижень, металева посудина місткістю 1000 мл за насадкою; металева двочарункова форма без піддону, цеглина, не проклеєний папір, гідравлічний прес.

Форма звіту: лабораторний журнал.

Основні положення

Будівельні розчини характеризуються великим різноманіттям видів і можуть бути класифіковані за групами в залежності від щільності, виду в’яжучого та… За щільністю у сухому стані розчини поділяють на важкі (з щільністю не менш… За видом в’яжучого розчини поділяють на цементні, виготовлені на портландцементі або його різновидах; вапняні;…

Завдання для розрахунку складу розчину

1) міцність при стиску після 28 діб витримки має бути: Rcт = кгс/см2 (задається викладачем побригадно, наприклад, 50, 75, 100, 150… 2) рухливість розчинної суміші за стандартним приладом (конус БудЦНДЛ) має бути у межах ___ см (наприклад, 5-7 см). …

Розрахунок складу розчину

R28 = к Rц (Ц – 0,05) + 4а, (11.1) де R28 – міцність розчину при стиску (за завданням) у 28 - добовому терміні… к – коефіцієнт крупності піску (для дрібного приймають – 0,5-0,7; для середнього – 0,8; для крупного – 1,0);

Пробний заміс розчину

звідси Ц = (у грамах) та П = 3000 – Ц (у грамах). Розрахункову кількість цементу та піску відважують та висипають до чаші для затворень. Металевою лопаткою перемішують…

Визначення густини розчинної суміші

Таке визначення проводять в тих випадках, коли під час приготування розчинів застосовують органічні пластифікатори-мікроперетворювачи.

Згідно з ГОСТом 5802-86 для визначення середньої густини посудину місткістю 1000 мл з насадкою наповнюють свіжовиготовленим розчином з деяким надлишком, який утримується надягненою насадкою. Розчин ущільнюють 25-ма натисками сталевого стриженя діаметром 10-12 мм та струшують посудину 5-6 разів легким постукуванням об стіл. Потім насадку знімають і ножем зрізують надлишок суміші врівень з краями посудини. Посудину із сумішшю зважують, та з отриманого значення віднімають масу посудини.

Густину розчинної суміші визначають як частку від ділення маси суміші на об’єм посудини. Величину середньої густини розчину обчислюють як середнє арифметичне результатів двох випробувань.

Визначення границі міцності при стиску розчину

Зразки з свіжовиготовлених розчинів рухомістю 5 см і більш виготовляють у формах без піддону. Зібрану та змащену тричарункову металеву форму…    

Продовження таблиці 11.1

Лабораторна робота 12

ФІЗИЧНІ ТА МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ДЕРЕВИНИ

12.1 Основні положення

Деревина – один з найважливіших видів будівельних матеріалів; її широко застосовують у будівництві завдяки ряду позитивних властивостей: високій міцності та пружності за невеликої середньої густини, малої теплопровідності, легкості обробки, простоті скріплення окремих елементів, високій морозостійкості та стійкості до дії багатьох хімічних реагентів. Деревині притаманний і ряд недоліків, які знижують її будівельні властивості: неоднорідність будови, наявність багатьох вад, гігроскопічність, що призводить до розтріскування, жолоблення та зміни розмірів виробів, здатність до займання та швидкого загнивання.

Лабораторні заняття містять у програмі досліджень деревини наступні найбільш важливі та характерні випробування: визначення вологості, середньої густини, границі міцності під час стискання вздовж волокон та під час статичного вигинання деревини.

12.2 Фізичні властивості

Найважливішими фізичними властивостями деревини є її вологість та середня густина.

Визначення вологості деревини.

Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення вологості деревини та його практичне застосування.

Прилади та обладнання: скляні бюкси з кришками, терези технічні, сушильна шафа, ексикатор.

Рисунок 12.1 – Схема бюкси та зразка для визначення вологості та середньої густини деревини

Таблиця 12.1 – Визначення вологості деревини

12.2.2 Визначення середньої густини деревини. Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення середньої густини… Прилади та обладнання: терези технічні, штангенциркуль.

Механічні властивості

Про міцність деревини роблять висновок за результатами її механічних випробувань, залежних від форми, розмірів та чистоти зразка, способу… 12.3.1 Визначення границі міцності при стиску деревини вздовж волокон. Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення границі міцності при стиску деревини та практичне його…

Таблиця 12.3 – Визначення границі міцності під час стискання деревини вздовж волокон

12.3.2 Визначення границі міцності під час статичного вигинання деревини. Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення границі міцності… Прилади та обладнання: прес гідравлічний, пристосування для випробування деревини на вигін з опорами та ножами,…

Таблиця 12.4 – Визначення границі міцності під час вигинання деревини

Лабораторна робота 13

ВипробуванНЯ ЛАКОФАрбових матеріалів

Основні положення

Лакофарбовими матеріалами називають в’язкорідкі суміші, що наносяться на поверхню тонким шаром, який через деякий час твердне та створює плівку, міцно зчепленою з основою.

До лакофарбових матеріалів відносять: пігменти (сухі фарби), в’яжучі (оліфи, клеї), лаки, фарбувальні суміші (фарби), розчинники та розріджувачі тощо.

Лакофарбові матеріали застосовують для захисту інших матеріалів від руйнуючих впливів середовища, для оздоблення фасадів будівель та приміщень, для створення в них необхідних санітарно-гігієнічних умов.

Визначення властивостей зв’язуючих речовин

Прилади: воронка НДЛК, бензин, вимірювальна посудина, секундомір, вода, оліфа, що досліджується. У фарбувальних сумішах в’яжучими речовинами можуть бути: оліфи, (у олійних… Програма наших занять містить визначення густини та в’язкості оліфи. Оліфу наливають у циліндр, потім занурюють туди…

Визначення властивостей пігментів

Прилади та обладнання: пробірка з 5%-ним розчином їдкого калію (натру), пробірка з водою, як показано на рис. 13.2, пігмент, що досліджується,…  

Таблиця 13.3 – Визначення олієємності пігменту

Таблиця 13.4 – Виготовлення фарби малярної консистенції Показники Розм. Результат І ІІ ІІІ … Покривність – властивість фарби при мінімальному рівномірному нанесенні її на… Покривність лакофарбових матеріалів (фарб, емалей) та неорганічних пігментів визначають за ГОСТом 8784-75.

Таблиця 13.5 – Визначення покривності пігменту

Показники		Результат
І	ІІ	ІІІ
Кількість фарби малярної консистенції, Площа пластинки, яка покривається Кількість оліфи у складі фарби малярної консистенції Маса скляної пластинки Маса скляної пластинки після досягнення покривності Маса фарби на скляній пластинці Покривність (на фарбну суміш) Покривність (на сухий пігмент)	г см2   % г   г г г/м2 г/м2
Середнє значення

 

Форма звіту: лабораторний журнал.

Лабораторна робота 14

Випробування нафтових бітумів

За хімічним складом бітуми – складні суміші вуглеводнів та їх неметалевих похідних (сполук вуглецю з сіркою, киснем та азотом). Вони розчинні у… За фізико-хімічними властивостями нафтові бітуми поділяють на марки за… 14.1 Визначення в’язкості (твердості або пенетрації)

Визначення розтяжності (дуктильності) бітумів

Прилади та обладнання: дуктилометр, бітумні зразки-вісімки. Розтяжність (дуктильність) визначають на приладі дуктилометр. Розплавлений бітум заливається у форми «вісімки» (рис. 14.2), після охолодження їх витримують у воді при температурі…

Визначення температури розм’якшення бітумів

Прилади та обладнання: прилад «Кільце та куля», кільце з бітумом, хімічна склянка з дистильованою водою, пристрій для нагрівання. Температуру розм’якшення бітуму визначають на приладі «Кільце та куля» (КтК),…  

Випробування вуглецевих сталей

Для будівельних цілей використовують в основному сталі групи А (ГОСТ 380-94), механічні властивості яких мають особливо важливе значення при… 15.1 Випробування вуглецевої сталі на розтягання (рис. 15.1) Мета роботи: ознайомлення зі стандартним методом визначення границі міцності на розрив та практичне його виконання. …

Випробування вуглецевої сталі на твердість

Прилади та обладнання: прес Бринелля, лічильний мікроскоп, прес Роквелла, наждачний папір. Найбільш поширені наступні способи визначення твердості металів: вдавлювання… 15.2.1 Спосіб Бринеля. Твердість металів за способом Бринеля визначають вдавлюванням сталевої кульки певного діаметра…

Випробування вуглецевої сталі на ударну в’язкість

Прилади та обладнання: маятниковий копр, брусок квадратного перетину з надрізом посередині, штангенциркуль. Ударна в’язкість металу визначається роботою, витраченою на злом зразка та… Випробування на в’язкість проводять на маятниковому копрі (рис. 15.4) до руйнування стандартного зразка. Зразок має…

Форма звіту: лабораторний журнал.

Лабораторна робота 16

НЕРУЙНУЮЧІ методи випробувань

будівельних матеріалів

Мета виконання робіт 16.1.3-16.3.1 полягає в ознайомленні з основними принципами та методами визначення міцності матеріалів сучасними неруйнучими методами.

Форма звіту: оформлення лабораторного журналу.

16.1 МЕХАНІЧНІ НЕРУЙНУЮЧІ методи випробувань

Метод визначення міцності молотком Фізделя

Прилади та обладнання: молоток Фізделя, штангенциркуль. Метод визначення міцності бетону без руйнування за допомогою молотка Фізделя… Інженеру Фізделю належить ідея визначення міцності будівельної конструкції без руйнування із застосуванням молотка,…

Метод визначення міцності еталонним молотком Кашкарова

Прилади та обладнання: еталонний молоток Кашкарова, наждачний папір, лінійка. Метод заснований на визначенні міцності важкого бетону за величиною… Метод застосовується для визначення міцності бетону в межах 50-500 кгс/см2.

Метод визначення міцності за відскоком та пластичною деформацією

Випробування проводять за допомогою приладів типів КМ, як показано на рис. 16.5 та ДПГ-4 (рис.16.6).    

Метод визначення міцності відриванням

Метод застосовується для визначення міцності бетону в межах 50-500 кгс/см2. Випробування проводять за допомогою приладу типу ГПНВ-5 (рис. 16.7),… Товщина бетонного виробу, який випробується, має бути не менше 50 мм.

Метод визначення міцності сколюванням ребра конструкції

Метод застосовується для визначення міцності виробу (бетону) в межах 100-700 кгс/см2. Для проведення випробувань використовують прилад типу ГПНВ-5, обладнаний…  

ФІЗИЧНІ НЕРУЙНУЮЧІ методи випробувань

До фізичних методів контролю якості будівельних матеріалів можна віднести: радіаційний, тепловий, оптичний, радіохвильовий та інші.

Радіаційний метод визначення міцності

Під час радіаційного контролю використовуються різні випромінювання, які можуть бути одержані від різноманітних джерел: електронних, радіоізотопних,… Джерела випромінювання на базі електронних пристроїв можуть створювати… Радіоізотопні джерела створюють корпускулярне випромінювання (електрони, протони, нейтрони тощо) з різними енергіями…

Тепловий метод

Методи теплового контролю поділяються на пасивні та активні. Пасивний контроль використовує тепло самого матеріалу або виробу та дозволяє… Для одержання точних та об’єктивних результатів при використанні теплового контролю використовують наступні первісні…

Оптичний метод

- візуальні та візуально-оптичні – ці методи найбільш прості та найбільш широко застосовуються, але суб’єктивні та залежать від якості… - фотометричний, денситометричний, спектральний, телевізійний – вони засновані… - інтерференційний, дифракційний, рефрактометричний, полярізаційний, голографічний та інші – ці методи контролю мають…

Акустичний метод визначення міцності

Найчастіше на практиці використовуються акустичні методи контролю якості й, зокрема, міцності бетону, які поділяють на імпульсний та резонансний. … 16.2.4.1 Акустичний метод визначення міцності Імпульсний метод заснований на визначенні швидкості поширення пружних хвиль у матеріалі, що випробується, та…

Ультразвуковий метод контролю твердіння бетону

Ультразвуковий метод заснований на залежності між міцністю бетону та швидкістю поширення в ньому ультразвуку. Визначення міцності бетону засновано… Оптимальну подовженість ізотермічного прогріву бетону обирають за результатами… Технологічний момент припинення ізотермічного прогрівання встановлюють або за досягнення заданого значення часу…