Файл: Занятие 1 Определение плотностей, водопоглощений, пористости и коэффициента насыщения пор строительных материалов.doc

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 67

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Rсж=Pразр./S, (1).

Рразр – разрушающая нагрузка, кг (рисунок 1).
а б


Рисунок 1 – Определение прочности на сжатие:

а - схема гидравлического пресса: 1 – станина; 2 – поршень;

3 – нижняя опорная плита с шаровой поверхностью;

4 – испытуемый образец; 5 – верхняя опорная плита;

6 – винтовое приспособление для зажима образца;

7 – манометр для определения Рразр.; 8 – масляный насос;

б – схема определения прочности на сжатие

Площадь образца (рисунок 2) определяется по формуле:

S=а•в (2)



Рисунок 2 – Испытуемый образец
На изгиб испытывают образцы материалов в виде балочек (рисунок 3), расположенных на двух опорах. В зависимости от схемы загружения образца (рисунок 3) расчет предела прочности при изгибе производят по формуле:

Rизг=3Рразр.l/(2вh2), (3)

где Р ─ разрушающая нагрузка, кг (рисунок 3); l - расстояние между опорами, м(см); в и h ─ толщина или высота балки в поперечном сечении, м, (см). l - расстояние между опорами равно 80% от общей длины.


Рисунок 3 – Определение прочности на изгиб
Пластическую или остаточную деформацию, не исчезающую после снятия нагрузки, называют необратимой.

Это свойство важно учитывать при выборе материалов для несущих конструкций, а также выборе технологии изготовления некоторых изделий (например, керамических). Наиболее желательными для несущих конструкций являются материалы, которые наряду с большой упругостью перед разрушением обладают высокой пластичностью. Разрушение в подобных материалах не будет происходить внезапно (например, у стали).

Относительная деформация определяется по формуле:

ε=ΔL/L, (4)

где Δ
L – абсолютная деформация при действующей силе Рд.с..

Одноосное напряжение определяется по формуле:

σ=Рд.с./S (5)

Модуль упругости Е связывает упругую деформацию и одноосное напряжение формулой:

Е= σ/ε (6)
Практическая часть
В таблице 1 приведены физико-механические показатели строительных материалов различных вариантов.
Таблица 1 - Физико-механические показатели строительного материала

Вари-ант
а, см
в, см
Рразр. – показ. манном.,

кг
L,

см
ΔL
Рд.с действующая

сила, МПа

0
7,07
8,08
80384
12,0
0,0294
50,0

1
6,05
8,15
79296
12,1
0,0292
50,1

2
6,24
8,25
79818
12,2
0,0303
50,2

3
6,34
8,28
80347
12,3
0,0312
50,3

4
6,35
8,29
80877
12,4
0,0324
50,4

5
6,36
8,30
81820
12,5
0,0335
50,5

6
6,37
8,31
77804
12,6
0,0343
50,6

7
6,38
8,32
81670
12,7
0,0352
50,7

8
6,39
8,33
82205
12,8
0,0365
50,8

9
6,40
8,34
82742
12,9
0,0376
50,9

10
6,41
8,35
83409
13,0
0,0388
51,0

11
6,42
8,36
83951
13,1
0,0389
51,1

12
6,43
8,37
84496
13,2
0,0390
51,2

13
6,44
8,38
85043
13,3
0,0391
51,3

14
6,45
8,39
85592
13,4
0,0392
52,4

15
6,46
8,40
86143
13,5
0,0392
52,5

16
6,47
8,41
84466
13,6
0,0393
52,6

17
6,48
8,42
87120
13,7
0,0394
52,7

18
6,49
8,43
87678
13,8
0,0395
52,8

19
6,52
8,44
86961
13,9
0,0396
52,9

20
6,51
8,45
88506
13,2
0,0397
52,98

21
6,53
8,46
89069
14,0
0,0398
53,0

22
6,54
8,47
89635
14,1
0,0399
53,1

23
6,55
8,48
90638
14,2
0,0401
53,2

24
6,58
8,49
91622
14.3
0,0412
53,4

В качестве примера сделаем расчет для нулевого варианта.

Внимание, при расчетах сокращения не допускаются.

На первом этапе расчетов определяем (данные для расчета берутся каждым студентом строго согласно своего варианта, из таблицы 1)

S=а•в=7,07•8,08= 57,1256 см2.

1. S=57,1256 см2

На втором этапе определяем:

Rсж.=Pразр./S=80384/57,1256=1407,1 кг=149,71 МПа.

3. Rсж.=149,71 МПа
На третьем этапе определяем:

Rизг=3Рразр.l/(2вh2). l=0,8•L=0,8•120=96. h=а=7,07. Rизг=3Рразр.l/(2вh2)= (80384•96)/(2•8,08•7,07•7,07)=9553,4 кг=955,34 МПа.

4. Rизг=955,34 МПа

На четвертом этапе определяем:

ε=ΔL/L=0,0294/120=0,000245=245•10-6.

5. ε=245•10-6.

На пятом этапе определяем:

σ=Рд.с./S=50,0/57,1256=0,875 кг/см2.

6. σ=0,875 кг/см2

На шестом этапе определяем:

Е= σ/ε=0,875/0,000245=3571,42=3,57•10+3 кг/см2.

7. Е=3,57•10+3 кг/см2.

На седьмом этапе все полученные расчетные данные (подчеркнутые) согласно своего варианта вносим в таблицу 2.
Таблица 2 – Расчетные данные нулевого варианта

1. S, см2
2. Рразр., кг
3. Rсж., МПа
4. Rизг., МПа
5. ε
6. σ, кг/см2
7. Е, кг/см2

57,1256
80384
149,71
955,34
245•10-6
0,875
3,57•10+3


Вопросы для защиты практического занятия №2
1. Что называется прочностью?

2. Покажите на рисунке 1а и б разрушающую нагрузку Рразр..

3. Покажите на рисунке 1а d – диаметр поршня пресса.

4. Покажите на рисунке 1а р – показания манометра пресса.

5. Покажите на рисунке 1а испытуемый образец.

6. В виде чего испытывают образцы на изгиб?

7. Согласно рисунка 2, чему равна h?

8. Согласно рисунка 3, что такое l и чему оно равно?

9. Какую деформацию называют необратимой?

10. Какое свойство важно учитывать при выборе материалов для несущих конструкций, а также выборе технологии изготовления некоторых изделий (например, керамических)?


11. Какие материалы являются наиболее желательными для несущих конструкций и почему?

Практическое занятие №3

Определение теплофизических свойств

керамических материалов
Цель работы: определение теплопроводности и термического расширения керамического материала.
Теоретическая часть
Теплопроводность – свойства материала передавать тепло через толщу от одной поверхности к другой. Теплопроводность характеризуется количеством тепла, проходящего через стену из испытуемого материала толщиной в 1 м, площадью в 1 м2 за время 1 ч (3600с) при разности температур на противоположных поверхностях стены 1оС. В системе СИ выражается в Вт/(моС), а в метрической системе единиц – в ккал/(мчоС) 1 ккал/(мчоС) = 1,1630 Вт/(моС).

Теплопроводность материала зависит от его химического состава структуры, степени и характера пористости, влажности и температуры, при которых происходит процесс передачи тепла.

=а·с·ρср, (1)

где а ─ коэффициент температуропроводности. Коэффициент температуропроводности а, характеризующий скорость распространения температуры в строительных материалах при сменяющихся условиях нагрева.

с - теплоемкость в ккал/кгград. Теплоемкость ─ свойство материала аккумулировать тепло при нагревании и выделять тепло при остывании, или теплоемкость – свойство материала поглощать при нагревании тепло. Есть и другое определение теплоемкости – это свойство материала поглощать при нагревании определенное количества тепла.

ρср - средняя плотность, кг/м3.

Кажущаяся пористость определяется по формуле (2)

Пкаж=W•ρср, (2)

где W ─ водопоглощение, %.

Относительная плотность равна:

ρот= ρср/ρист, (3)

где ρист─ истинная плотность, г/см3.

Теплопроводность с определенной пористостью равна

пор=
•ρот (4)

Термическое расширение. Строительные материалы, так же как слагающие их кристаллы и стекло, при нагревании расширяются. Расширение это обратимо, и при охлаждении материал приобретает свой первоначальный объем. Это изменение объема с температурой обусловлено увеличением расстояний между атомами при растет амплитуды их колебаний. Величина термического расширения отдельных кристаллов и стекол различна и зависит, в общем, от их строения, от прочности химических связей. С повышением температуры это различие в расширении, как правило, уменьшается.

Термические расширения в строительных материалах в значительной степени зависят от однородности материала и коэффициента теплового расширения составляющих его веществ. Коэффициент линейного расширения характеризует удлинение 1 м материала при нагревании его на 1оС, коэффициент объемного расширения характеризует увеличение объема 1 м3 материала при нагревании его на 1оС. Чем меньше эти коэффициенты и выше однородность материала, тем выше и его термическая стойкость, т.е. больше количество циклов резких смен температуры он может выдержать. Термическое расширение строительных материалов можно характеризовать следующим показателем:

Смотрите также файлы