Ознакомление с образцами природных каменных материалов

1 2 3 4 5 6 7

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Санкт-Петербургский государственный

инженерно-экономический университет»

Кафедра экономики и менеджмента в городском хозяйстве

Материаловедение

Методические указания

к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения

Специальность 080502(2) Экономика и управление на предприятии

городского хозяйства

Санкт-Петербург

2007

Допущено

Редакционно-издательским советом СПбГИЭУ

в качестве методических указаний

Составители:

канд. экон. наук, доц. Т.В. Шибанова

канд. хим. наук, доц Н.М. Шибанова

Рецензент:

канд. экон.наук, доц. В.Ф. Коновалов

Подготовлено на кафедре

Экономики и менеджмента в городском хозяйстве

Одобрено научно-методическим советом специальностей 080502(2) Экономика и управление на предприятии

городского хозяйства

Отпечатано в авторской редакции оригинал-макета,

представленного составителем

ã СПбГИЭУ, 2007

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения …………………………………………………..4

Лабораторная работа №1 ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ОБРАЗЦАМИ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ……………………5

Лабораторная работа №2 ИСПЫТАНИЕ ПРОЧНОСТИ И ВОДОПОГЛАЩЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА……….10

Лабораторная работа №3 ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ ГИПСОВЫХ И ЦЕМЕНТНЫХ ВЯЖУЩИХ……………………………………13

Лабораторная работа №4 ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ………………………………………………22

Лабораторная работа № 5 ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ СТАЛИ…24

Лабораторная работа №6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАРКИ БИТУМА……………………………………………………………29

Лабораторная работа № 7 ИЗУЧЕНИЕ НОМЕНКЛАТУРЫ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ………………………………...30

Лабораторная работа №8 ИСПЫТАНИЕ ДРЕВЕСИНЫ НА МЕХАНИЧЕСКУЮ ПРОЧНОСТЬ………………………………32

Список литературы………………………………………………..33

Общие положения

Лабораторный практикум предназначен для ознакомления студентов с методами испытания свойств строительных материалов и применяемым для этих целей оборудованием. Проведение лабораторного практикума предусматривается на материальной базе лаборатории строительных материалов Кафедры строительных материалов и конструкций ГОУ Санкт-Петербургского государственного политехнического университета, либо с применением имитационной компьютерной модели.

Перед началом занятия студент должен ознакомиться с методикой осуществления расчетов по обработке полученных экспериментальных данных, ответить на задаваемые преподавателем контрольные вопросы.

После выполнения каждой лабораторной работы студент должен представить отчет о ней преподавателю. Отчет выполняется каждым студентом от руки и должен содержать:

- краткое описание методики испытаний,

- табличные формы с экспериментальными результатами,

- расчеты требуемых показателей.

Сдача отчетов по лабораторным работам является обязательным условием для допуска к зачету по дисциплине «Материаловедение», так как их выполнение свидетельствует об освоении студентом необходимого минимума учебного материала.

Лабораторная работа №1

ОЗНАКОМЛЕНИЕ С ОБРАЗЦАМИ ПРИРОДНЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: ознакомление с методами испытания физико-механических свойств: плотности и водопоглощения.

Приборы и оборудование

- коллекция образцов минералов и горных пород.

Технология выполнения работы

Каждый учащийся должен ознакомиться с не менее, чем 25 образцами горных пород из имеющейся коллекции – внимательно их рассмотреть, проанализировать их макроструктуру, цвет, блеск, форму. По результатам наблюдений, а также с использованием сведений, почерпнутых при изучении дополнительной литературы, составляется отчет по форме (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Природные каменные материалы

Наименование горной породы (минерала), его генетическая принадлежность	Внешний вид, физические и др. свойства	Химический и минеральный состав	Область применения

1.2. Испытание свойств природных каменных материалов

Приборы и оборудование

- лабораторные весы;

- штангенциркуль (колумбус);

- штативы;

- образцы горных пород;

- набор разновесов;

- стеклянный объемомер;

- копер Педжа.

1.2.1. Определение средней плотности

Методика испытаний

Образцы правильной формы (кубики) взвешивают, устанавливают их размеры по трем измерениям с точностью до 0,01 см, затем вычисляют объем образца в естественном состоянии

(1)

Деля массу на объем, находят плотность

(2)

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

Результаты определения средней плотности образцов

правильной формы

Наименование породы	Размеры образца			Объем образца, см³	Масса образца, г	γ, кг/м³
Наименование породы	a	b	h	Объем образца, см³	Масса образца, г	γ, кг/м³

Образцы неправильной формы (с нулевой пористостью) взвешивают обычным образом на воздухе и гидростатически (погруженными в воду).

Рис.1.1. Гидростатическое взвешивание образца неправильной формы 1- подставка; 2- сосуд с водой; 3 - образец

Разность взвешиваний в граммах численно равна объему образца в см³ (табл. 1.3).

Таблица 1.3.

Результаты определения средней плотности образцов

неправильной формы

Наименование породы

Результаты взвешивания, г

Объем образца, см³

γ,

кг/м³

в воздухе

в воде

Зерна сыпучих материалов (гравий) гидростатически взвешивают с помощью дырчатого ведерка, подвешенного к штативу и опущенного в сосуд с водой, который устанавливают на одну чашку весов и уравновешивают грузом на другой чашке (рис.1.2).

Рис.1.2. Гидростатическое взвешивание сыпучего материала 1- сосуд с водой; 2 – ведерко; 3 – штатив; 4 - уравновешивающий груз

Результаты испытания гранитного гравия

В ведерко всыпают 500 г гравия и определяют приращение массы сосуда с водой Δm в г, которое численно равно объему зерен гравия Vз в см³.

Δm=

γ= m/ Vз=

г/см³

1.2.2.Определение истиной плотности ρ

В стеклянную колбу-объемомер, с нанесенными на горлышке рисками и заполненную водой до нижней черты высыпают из стакана измельченный в порошок материал до тех пор, пока жидкость не поднимется до верхней черты. Объем между рисками равен 20 см³. Затем определяется масса всыпанного материала путем нахождения разности масс стакана с измельченным порошком до и после высыпания, масса материала делится на объем вытесненной воды - 20 см³ и находится истинная плотность:

(3)

Результаты испытания и проведенные вычисления записываются в отчет (табл. 1.4.)

Таблица 1.4.

Результаты определения истинной плотности с помощью объемомера

Масса стаканчика до высыпания		тоже после высыпания
Объем материала (Vabs)		Истинная плотность ρ

1.2.3. Определение истиной пористости и водопоглощения

Истинную пористость рассчитывают по значениям ρ и γ, определяемым по п.п. 1.1 и 1.2. Водопоглощение по массе (Вм) и по объему (Во) (кажущаяся пористость) определяют экспериментально. Образцы высушивают до постоянной массы (m)и взвешивают. Затем насыщают водой до постоянной массы m₁, выдерживая на решетчатой подставке под слоем воды 2-10 см. Перед взвешиванием образцы обтирают влажной тканью.

Таблица 1.5.

Определение истиной пористости и водопоглощения

		Наименование породы
Показатели
Масса образца	Сухого (m)
Масса образца	Водонасыщенного (m₁)
Объем образца, Vest, см³
Средняя плотность γ, кг/м³
Истинная плотность ρ, кг/м³
П=100(1-γ/ρ), %
Во=100(m₁-m)/ρ_вVest, %
Вм=100(m₁-m)/m, %

1.2.4. Определение ударной вязкости при раскалывании

Образцы-цилиндры замеряют в диаметре и по высоте (h=d=2,5 см) и испытывают на копре Педжа (см. рис.1.3), подвергая ударам падающего груза (бабы) весом G=20 Н с высоты: при первом ударе -1см, при втором - 2 см, затем 3… и т.д. до разрушения образца. Вычисляют работу, затраченную на разрушение образца А=G(1+2+3…+n), где n- число ударов. Ударная вязкость равна отношению работы (А) к объему образца - а=A/Vest. Результаты испытаний и расчетов заносят в таблицу 1.6. По числу ударов породы делят на: ударопрочные (n>16), средние (n=8 -16) и слабые (n<8).