Практическое занятие №1

Определение плотностей, водопоглощений, пористости и коэффициента насыщения пор строительных материалов
Цель работы: определение плотностей, водопоглощений, пористости и коэффициента насыщения пор строительных материалов
Теоретическая часть
Средняя плотность (в дальнейшем изложении плотность, г/см³) ─ масса единицы объема материала в естественном виде (вместе с порами):

ρ_ср.=m/V_ес, (1)

где m ─ масса образца материала соответственно, г, кг, т; V_ес. ─ объем образца в естественном виде (вместе с порами), см³, дм³, м³.

Объем цилиндрического образца равен:

V_ес =(π•r²•h)/4, (2)

где r ─ радиус, см; , h ─ высот, см.

При изменении температуры и влажности среды, окружающий материал, меняется его влажность, а, следовательно, и плотность. Поэтому показатель плотности определяют после предварительной просушки материала до постоянной массы или вычисляют по формуле:

ρ_ср=ρ_{ср(влаж).}/(1+w), (3)

где ρ_{ср(влаж)} ─ средняя плотность материала во влажном состоянии, г/см³.

Истинная плотность ρ_ист (г/см³, кг/м³, т/м³) ─ масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии:

ρ_ист= m/V_аб, или через пористость ρ_ист=ρ_ср/(1-П_каж), (4)

где V_аб. ─ объем в абсолютно потном состоянии (без пор), см³, дм³, м³.

w ─ количество воды в материале (доля от его массы).

Водопоглощение – свойства материала поглощать и удерживать воду при непосредственном соприкосновении с ней. Количество поглощенной образцом материала воды, отнесенной к его массе в сухом состоянии, называется водопоглощением по массе, а отнесенное к его объему V – водопоглощение по объему. Водопоглощение (%) вычисляют по формулам:

W_m = (m₂-m₁)/m₁100 %; (5)

W_V = (m₂-m₁)/V100 % (6)

где m₂ -масса образца материала, насыщенного водой (г); m₁ - масса образца в сухом состоянии (г). После почленного деления этих двух выражений устанавливается зависимость

---

W_V = W_md отсюда коэффициент зависимости

d= W_V/W_m (7)

Пористость ─ относительная величина, показывающая, какая часть объема материала занята внутренними порами. По значению пористость дополняет коэффициент плотности до 1 или до 100%.

Несмотря на разнообразие форм и очертаний пор (рисунок 1), имеющихся в строительных материалах, их подразделяют на несколько основных групп:

1) закрытые поры – недоступны для проникания в них жидкости и газообразных продуктов;

2) тупиковые поры – заполняемые жидкостью или газом, но не влияющие на проницаемость строительного материала;

3) кажущаяся пористости или каналообразующие открытые с обоих концов поры, создающие поровые каналы.

Кажущаяся пористость определяется по формуле:

П_каж= W_m•ρ_ср (8)

Для ряда простых технических расчетов определяют коэффициент плотности, характеризующий степень заполнения объема материала веществом:

k_пл.= (ρ_ср/ρ_ист)100 % (9)

Коэффициент насыщения пор водой ─ отношение водопоглощения по объему к пористости:

К_Н= W_V/П (10)

Коэффициент насыщения может меняться от 0 (все поры в материале закрытые) до 1 (все поры открытые), тогда W_V=П. Уменьшение К_Н (при той же пористости) свидетельствует о сокращении открытой пористости, что обычно проявляется в повышении морозостойкости.
Практическая часть
В таблице 1 приведены физико-механические показатели строительных материалов различных вариантов.
Таблица 1 - Физико-механические показатели строительного материала

Вари-ант	Диа-метр, Ǿ, см	Высота, H, см	m1, г	m2, г	Вари-ант,	Диа-метр Ǿ, см	Высота, h, см	m1, г	m2, г
1	4,2	4,21	244	248	14	4,22	4,23	239	245
2	4,1	4,12	243	247	15	4,24	4,22	238	244
3	4,3	4,33	242	246	16	4,25	4,24	237	243
4	4,4	4,44	241	245	17	4,27	4,25	236	242
5	4,5	4,54	240	245	18	4,32	4,31	235	239
6	4,6	4,64	240	244	19	4,35	4,32	234	238
7	4,7	4,75	239	244	20	4,42	4,40	233	237
8	4,8	4,87	238	243	21	4,54	4,52	232	236
9	4,88	4,88	244	247	22	4,55	4,54	231	235
10	4,89	4,89	243	246	23	4,57	4,56	230	234
11	4,90	4,90	242	245	24	4,58	4,57	229	233
12	4,91	4,91	240	244	25	4,59	4,58	228	232
13	4,92	4,92	239	243	26	4,63	4,65	227	231

---

В качестве примера сделаем расчет для нулевого варианта: Ǿ (диаметр) =5 см; h (высота) = 5 см; m₁ (в сухом состоянии)= 245 г; m₂ (в насыщенном состоянии) = 249 г. Диаметр равен Ǿ=2r (r - радиус).

Внимание, при расчетах сокращения не допускаются.

На первом этапе расчетов определяем (данные для расчета берутся каждым студентом строго согласно своего варианта, из таблицы 1) V_ес=(π•r²•h)/4=3,14•2,5²•5/4=98,125/4 = 24,53 см³.

1. V_ес=24,53 см³.

На втором этапе определяем ρ_ср.=m₁/V_ес=245/24,53=9,99≈10 г/см³.

2. ρ_ср.= 10 г/см³.

На третьем этапе определяем:

водопоглощение по массе W_m = (m₂-m₁)/m₁100 % =[(248-245)/245]*100=1,635%

3. W_m =1,635%.

водопоглощение по объему W_V = (m₂-m₁)/V100%= [(248-245)/24,53]*100 =12,2%.

4. W_V =12,2%.

На четвертом этапе определяем ρ_{ср(влаж)} (плотность материала во влажном состоянии) из формулы ρ_ср=ρ_{ср(влаж).}/(1+w_m),

отсюда ρ_{ср(влаж)}= ρ_ср(1+w_m), ρ_{ср(влаж)}=10(1+1,635)= 10•2,635=26,35 г/см³.

5. ρ_{ср(влаж)}=26,35 г/см³.

На пятом этапе определяем коэффициент зависимости

d= W_V/W_m =12,2:1,635=7,46

6. d=7,46

На шестом этапе определяем кажущуюся пористость по формуле:

П_каж= W_m•ρ_ср =1,635•10=16,35%.

7. П_каж=16,35%.

На седьмом этапе определяем истинную плотность: ρ_ист=ρ_ср/(1-П_каж), П_каж в % равна 16,35%, а если это выразить в долях (1=100%) ─ 0,1635.

ρ_ист=ρ_ср/(1-П_каж)=16,35(1-0,1635)=16,35•0,836=13,68 г/см³.

8. ρ_ист=13,68 г/см³

На восьмом этапе определяем коэффициент плотности материала:

k_пл.=(ρ_ср/ρ_ист)100 %=10/13,68=0,731%.

9. k_пл.=0,731%.

На девятом этапе коэффициент насыщения пор водой:

К_Н= W_V/П_каж =12,2/16,35=0,746.

10. К_Н=0,746

На десятом этапе

---

все полученные расчетные данные (подчеркнутые) согласно своего варианта вносим в таблицу 2.


Таблица 2 – Расчетные данные нулевого варианта

1. Vес, см3	2. ρср, г/см3	3. Wm, %	4. WV, %	5. ρср(влаж), г/см3	6. d	7. Пкаж, %	8. ρист, г/см3	9. kпл, %	10. КН
24,53	10	1,635	12,2	26,35	7,46	16,36	13,68	0,731	0,746

Вопросы для защиты практического занятия №1
1. Что называется средней плотностью?

2. Что называется истиной плотностью?

3. Что называется водопоглощением?

4. Что называется пористостью и что по значению она дополняет?

5. На какие основные группы подразделяют пористость?

6. Что характеризует коэффициент плотности?

7. Что такое коэффициент насыщения водой и как он меняется?

8. Что определяется на первом этапе расчетов, написать формулу?

9. Что определяется на втором этапе расчетов, написать формулу?

10. Что определяется на третьем этапе расчетов, написать формулу?

11. Что определяется на четвертом этапе расчетов, написать формулу?

12. Что определяется на пятом этапе расчетов, написать формулу?

13. Что определяется на шестом этапе расчетов?

14. Что определяется на седьмом этапе расчетов, написать формулу?

15. Что определяется на восьмом этапе расчетов, написать формулу?

16. Что определяется на девятом этапе расчетов, написать формулу?

17. Что определяется на десятом этапе расчетов?

Практическое занятие №2

Определение предела прочности, относительной деформации, одноосного напряжения и модуля упругости
Цель работы: определение предела прочности, относительной деформации, одноосного напряжения и модуля упругости строительных материалов

---

Теоретическая часть
Прочность – свойство материалов сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, вызванных внешними силами или другими факторами (стесненная усадка, неравномерное нагревание и т.п.), или свойство материала сопротивляться, не разрушаясь, внутренним напряжениям и деформациям, возникающим под действием нагрузки или других факторов. Прочность материала является одной из основных характеристик для большинства строительных материалов, так как они в сооружениях всегда подвергаются тем или иным воздействиям, вызывающим напряженное состояние (сжатие, растяжение, изгиб, срез, удар и др.).

Предел прочности при сжатии равен частному от давления разрушающей силы Р_разр на первоначальную площадь поперечного сечения образца (куба, цилиндра, и т.д.):

---

Смотрите также файлы

• Самостоятельная работа 1 Задача 1.docx

• Решение Текущая стоимость акции Где номинальная цена акции размере дивиденда годовых от номинала.docx

• Идентификация опасных производственных объектов на предприятии.docx

• Определить годовую величину амортизационных отчислений и норму амортизации технологического оборудования, если цена его приобретения 300 млн руб., затраты на транспортировку и монтаж 20 млн руб.docx

• Объемные расчеты двухступенчатой баллистической ракеты с жидкостным ракетным двигателем по дисциплине Основы устройства ракет.docx