Материал: Испытания строительных материалов. журнал лабораторных работ по дисциплине «Строительные материалы». Макеев А.И., Власов В.В

2. Определение предела прочности при изгибе

Прочность материала при изгибе характеризует _______________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

и оценивается величиной предела прочности при изгибе R_изг, которая определяется как максимальное напряжение в нижнем растянутом слое изгибаемого образца, приводящее к его разрушению. Согласно положениям сопротивления материалов, это напряжение равно отношению изгибающего момента к моменту сопротивления сечения образца:

где_____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Предел прочности материала при изгибе определяют, испытывая на поперечный изгиб образцы в форме прямоугольных призм (балочек) до разрушения. Изгиб может осуществляться как одной сосредоточенной нагрузкой по центру пролета (одноточечный изгиб, рис. 10), так и двумя сосредоточенными нагрузками (двухточечный изгиб, рис. 11). В зависимости от принятой схемы и соответствующего ей изгибающего момента предел прочности при изгибе R_изг рассчитывается по формуле:

Рис. 10. Схема одноточечного изгиба

Рис. 11. Схема двухточечного изгиба

где_____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

При испытаниях на изгиб кирпича, древесины, бетонных образцов малых размеров используют гидравлический или механический пресс. Для определения прочности при изгибе мелкозернистого бетона, строительного раствора, минеральных вяжущих веществ изготавливают стандартные образцы размером 4040160 мм и испытывают их на специальные изгибающих испытательных машинах, например, МИИ-100. Оставшиеся после разрушения стандартных призм половинки испытывают на прочность при сжатии, что позволяет экономить время и материалы. При испытаниях крупногабаритных образцов бетона и железобетона используют испытательные стенды.

2.1. Определение предела прочности при изгибе с помощью пресса

Перед испытанием образцы осматривали, измеряли линейные размеры и взвешивали. Затем с помощью специальных приспособлений или стальных стержней диаметром 10 мм составляли испытательную схему, соответствующую одному из типов изгиба (рис. 10 или 11), и подвергали образец сжимающей нагрузке до разрушения. По шкале пресса определяли значение разрушающей нагрузки в кгс. Предел прочности при изгибе каждого образца R_изг, МПа (кгс/см²), рассчитывали по формуле, соответствующей типу изгиба.

Таблица 13

Результаты определения предела прочности _________________________________

при ______________________ изгибе

2.2. Определение предела прочности при изгибе с помощью универсальной изгибающей машины

Перед испытанием стандартные образцы-призмы 40×40×160 мм осматривали и взвешивали. Затем образец вставляли в захват предварительно уравновешенной машины (рис. 12), закрепляли там и включали двигатель. После разрушения образца со счетчика машины снимали значение предела прочности при изгибе R_изг в кгс/см².

Оставшиеся после испытания на изгиб половинки образцов-балочек испытывали на сжатие с помощью специальных металлических пластин на прессе (рис. 13).

П редел прочности при сжатии каждой половинки образца R_сж, МПа (кгс/см²), рассчитывали по формуле:

где_____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Таблица 14

Результаты определения пределов прочности при изгибе и при сжатии ____________________________________________________________

Выводы:__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3. Определение твердости

Твердостью материала называется __________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Твердость пластичных материалов (металлов) определяют путем вдавливания в них под определенной нагрузкой интендера – стального шарика или алмазного конуса (методы Роквелла, Бринелля, Виккерса). Твердость древесины и линолеума определяют путем вдавливания в них стального стержня или сферического пуансона под небольшим давлением. Для определения твердости хрупкого природного или искусственного камня (строительных материалов на основе минерального сырья) используют шкалу Мооса, состоящую из десяти минералов, расположенных по степени возрастания твердости.

Для определения твердости материала на гладкой поверхности его образца наносили черту каждым из минералов, входящих в шкалу Мооса, начиная с самого мягкого из них. За твердость принимали величину между условной твердостью того минерала, который оставил черту, и предыдущим, более мягким минералом, не оставившим черты на образце.

Результаты определения твердости _________________________________________:

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4. Определение истираемости

Истираемостью материала называется ______________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Истираемость характеризует стойкость материала, подвергаемого истирающим нагрузкам, к абразивному износу: чем выше истираемость, тем меньше износостойкость материала.

Для определения истираемости образцы материала в форме кубов 70,770,770,7 мм обмеряли, взвешивали и устанавливали в гнезда круга истирания под вертикальную нагрузку величиной 300 ± 5 Н (рис. 14). На истирающий диск равномерным слоем насыпали 20 г абразивного материала - ____________________________ и включали привод круга. Через 28 оборотов (30 м пути истирания) круг автоматически останавливался. Остатки песка удаляли и насыпали новую порцию. Эту операцию повторяли 5 раз, после чего образцы вынимали из гнезд, поворачивали на 90° в горизонтальной плоскости и продолжали опыт до тех пор, пока образец полностью не поворачивался вокруг своей оси (путь истирания – 600 м). Затем образцы вынимали из гнезд и взвешивали.

В

Рис. 14. Схема испытания образцов на круге истирания

где _____________________________________

________________________________________

________________________________________

________________________________________

Таблица 15

Результаты определения истираемости ______________________________________

Выводы:__________________________________________________________________

________________________________________________________________________________