Материал: Стойкость и долговечность конструкционных, функциональных и специальных строительных материалов. методические указания к выполнению лабораторных работ. Козодаев С.П., Ткаченко Т.F

Образцы первой серии испытывают на истираемость, второй – на прочность при сжатии. В качестве абразивного материала используют корунд - шлиф-зерно № 16, который может быть заменен нормальным вольским песком по ГОСТ 6139-91 «Песок стандартный для испытания цемента». При определении истираемости бетона с использованием вольского песка требуется учитывать коэффициент (ориентировочно равный 2,5), приводящий фактический результат к результату, который был бы получен при использовании шлиф-зерна № 16.

Б оковые грани образцов, перпендикулярные истираемой грани, перед испытанием нумеруют цифрами 1, 2, 3, 4. Во время проведения испытания в последовательности нумерации образец поворачивают вокруг вертикальной оси. К каждому образцу по центру прикладывают сосредоточенную нагрузку величиной (300  5) Н.

На истирающий диск (1) прибора ЛКИ-3 равномерным слоем насыпают первую порцию (20  1) г абразивного материала, расходуемую на первые 30 м пути истирания (28 оборотов диска), устанавливают образцы в гнезда (2), центрально их нагружают (3), включают привод круга (4) и отсчитывают 28 оборотов, после чего истирающий диск останавливают. Затем с диска удаляют остатки песка и истертого бетона, насыпают новую порцию абразивного материала и повторяют операцию. В целом эту операцию повторяют 5 раз, что составляет один цикл, равный 150 м пути истирания.

После завершения первого цикла образцы поворачивают вокруг вертикальной оси на 90^о (с грани 1 на грань 2) и проводят второй цикл и т.д. После проведения четырех циклов испытания (600 м пути истирания) образцы вынимают из гнезд круга истирания, обтирают сухой тканью и взвешивают.

Истираемость отдельного образца бетона (G_i) на круге истирания, г/см², характеризуемую потерей массы образца, определяют с погрешностью до 0,1 г/см² по формуле

(1.1)

где α – коэффициент, учитывающий использование в качестве абразивного

материала вольского песка вместо шлиф-зерна № 16 (α = 2,5);

m₁ –масса образца до испытания, г;

m₂ – масса образца после испытания, г;

F – величина площади истираемой поверхности, см².

Истираемость серии образцов бетона определяют с погрешностью до 0,1 г/см² как среднее арифметическое значение результатов определения истираемости отдельных образцов серии по формуле

(1.2)

где n – число испытанных образцов.

При вычислении средней величины истираемости серии образцов следует производить проверку выпадающих результатов по следующим правилам.

Результат испытания (G_i) признается выпадающим и исключается при вычислении средней истираемости серии образцов, если величина Т_i превышает критическое значение Т_кр, приведенное в табл. 1.2:

(1.3)

где S - среднее квадратичное отклонение.

Среднее квадратичное отклонение (S) истираемости бетона в серии рассчитывается по формуле

(1.4)

При исключении выпадающего результата необходимо пересчитать среднее значение истираемости бетона серии образцов по оставшимся результатам.

Таблица 1.2

Критическое значение Тк

Истираемость материалов допускается оценивать коэффициентом истирания (k_ист), который определяют по формуле

(1.5)

где h – высота удаленного истиранием слоя образца, см;

Р – прижимающее усилие, Н/см³;

S – длина пути образца, км.

, (1.6)

где 300 – прижимающее усилие, Н;

V – объем образца, см³.

Высоту удаленного истиранием слоя образца (h) определяют по формуле

, (1.7)

где а – износ образца (m₁ – m₂) , г;

 – средняя плотность образца, г/см³;

F – площадь истираемой поверхности образца, см².

, (1.8)

где m – масса образца до истирания, г.

Для оценки стойкости строительных материалов против истирания обычно пользуются следующей классификацией, исходя из величины коэффициента истираемости:

материалы сильной истираемости............k_ист свыше 1,5;

материалы средней истираемости.............k_ист 0,5 - 1,5;

материалы слабой истираемости...............k_ист до 0,5.

1.5. Результаты выполнения работы

Результаты испытаний образцов и необходимых расчетов, полученные всеми звеньями, заносят в табл. 1.3.

Таблица 1.3

Результаты определения показателей истираемости и прочности бетона

Окончание табл. 1.3

1.6. Выводы

По результатам анализа полученных данных дают оценку стойкости одного вида или различных видов бетона при истирании; сопоставляют показатели истираемости материалов с их составом и прочностью с позиций влияния данных факторов на величину истираемости бетона.

Контрольные вопросы

1. Что такое долговечность строительных материалов и изделий?

2. Что такое надежность строительных материалов и изделий?

3. Что такое истираемость строительных материалов и изделий?

4. Что такое стойкость при истирании строительных материалов и изделий?

5. Для каких видов строительных материалов и изделий предъявляются требования по истираемости?

Библиографический список

1. ГОСТ 13087-81. Бетоны. Методы определения истираемости, 1981. – 9 с.

2. ГОСТ 10180-90. Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам, 1989. – 13 с.

Лабораторная работа № 2

ОЦЕНКА КРАТКОВРЕМЕННОЙ ВОДОСТОЙКОСТИ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

ПО КОЭФФИЦИЕНТУ РАЗМЯГЧЕНИЯ

(на примере гипсового камня)

2.1. Цель работы

1. Изучить методику определения кратковременной водостойкости строительных материалов.

2. Определить кратковременную водостойкость гипсового камня, приготовленного при различном водогипсовом отношении.

2.2. Краткие теоретические сведения

Водостойкость - свойство материала в условиях пол­ного водонасыщения не снижать, а сохранять свои проч­ностные свойства. У одних материалов (например, у цементного бетона) прочность при насыщении водой увеличивается, у других (например, у гипсовых материалов) – резко снижается. Водостойкость пористых материалов зависит как от их природы, так и от величины пор и их распределения в объеме материала.

Показателем водостойкости является коэффициент размягчения (К_разм), который определяется как отношение предела прочности при сжатии материала в насыщенном водой состоянии к пределу прочности при сжатии сухого материала. Значения коэффициента размягчения для различных материалов находятся в интервале от 0 (необожженные глиняные материалы) до 1 (стекло, металлы, битум, фарфор). Материалы с коэффициентом размягчения не менее 0,8 относят к водостойким (например, кварцит, гранит, мрамор). Такие материалы разрешается применять в строительных конструкциях, возводимых в воде и в местах с повышенной влажностью.

Особенно большое зна­чение имеет этот показатель для условий гидромелиора­тивного строительства, где конструкции и сооружения часто подвергаются попеременному увлажнению и высы­ханию или эксплуатируются непосредственно в воде. Для некоторых материалов этот фактор является весь­ма существенным, так как он в значительной степени влияет на долговечность сооружения.

Кратковременная водостойкость является составляющей общей водостойкости строительных материалов. Под влиянием влаги происходит изменение прочностных свойств большинства строительных материалов. Это связано с проявлением эффекта Ребиндера – эффекта облегчения развития пластической деформации и снижения прочности твердых тел в присутствии поверхностно-активных веществ, вызывающих снижение свободной поверхностной энергии деформируемого под действием нагрузки тела. В связи с этим оценка кратковременной водостойкости строительных материалов становится необходимой.