Что означает водопоглощение по массе и объему

Определяют водопоглощение по массе и объему.

Образец оформления отчета

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования

Уральский государственный университет путей сообщения

Кафедра «Проектирования и эксплуатации автомобилей»

НАЗВАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Отчет по лабораторной работе №

Принял: Выполнил: ст. гр.

СТРУКТУРА ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

1. Наименование темы лабораторной работы. Оно должно выполняться четко и выделяться из основного текста.

2. Цель лабораторной работы – это наименование определяемого свойства; метод, используемый в работе; оценка правильности полученных результатов.

3. Теоретическая часть. Приводятся основные определения изучаемых в данной работе свойств строительных материалов, вывод расчетных формул, единицы размерности определяемых констант.

4. Материалы и оборудование, реактивы.

5. Методика выполнения работы.

Излагается ход работы в достаточно краткой форме с указанием последовательности выполнения операций.

Расчетная часть присутствует в том случае, когда необходимо провести вспомогательные расчеты-пояснения, не вошедшие в лабораторный журнал.

Делается вывод о правильности полученных результатов путем сравнения их со стандартными значениями определяемых в лабораторной работе констант, приведенных в специальной литературе или указанных в ГОСТе.

Лабораторная работа № 3

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ, ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ И МОРОЗОСТОЙКОСТИ

Пористость материала характеризуется степенью заполнения его объема порами.

Ее вычисляют по формуле:

Для сыпучих материалов по приведенной выше формуле определяют истинную пористость, называемую обычно пустотностью.

Результаты вычисления пористости материала за­носят в журнал для лабораторных и практических работ.

В объеме материала одновременно могут находиться поры и пустоты.

Поры представляют собой мелкие ячейки в материале, заполненные воздухом или водой, пустоты же — более крупные ячейки и полости, образующиеся между кусками рыхло насы­панного материала.

Значения пористости строительных материалов различны, например, для:

— стекла и металла пористость составляет 0 %,

— обычного тяжелого бетона — 5—10 %,

Пористость в значительной степени определяет эксплуатаци­онные свойства материалов, водопоглощение, водопроницае­мость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

Водопоглощение — это способность материала впитывать и удерживать в порах воду.

Вода заполняет мельчайшие поры и ка­пилляры в материале, но так как часть из них все же оказывается недоступной для воды, а в порах, заполняемых водой, частично остается воздух, то по количеству воды, поглощаемой материа­лом, только приблизительно можно установить открытую пори­стость.

Определяют водопоглощение по массе и объему.

Водопоглощение по массе В_мас, (%), равно отношению массы воды, поглощенной образцом при насыщении, к массе сухого образца:

— m — масса сухого образца, кг;

— m₁ — масса насыщенного водой образца, кг.

Водопоглощение по объему, B_o6, (%), равно массе поглощен­ной образцом воды при насыщении его, отнесенной к объему об­разца V:

Соотношение между водопоглощением по объему и массе равно средней плотности материала в сухом состоянии:

Зная значения водопоглощения по массе и среднюю плот­ность материала, можно получить формулу для расчета водопоглощения по объему:

Методика определения водопоглощения различных материа­лов регламентируется соответствующими ГОСТами.

2.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ КИРПИЧА

Испытание кирпича на водопоглощение производят путем насыщения образцов (целого кирпича или его половинок) в во­де с температурой 15-20 °С в течение 48 ч или в кипящей воде в течение 4 ч.

Образцы кирпича в количестве 3 шт. перед испы­танием высушивают при температуре 105—110°С до постоянной массы.

Массу образца считают постоянной, если разница ре­зультатов двух последовательных взвешиваний после высуши­вания не превышает 0,2 %.

Взвешивание образцов производят после их полного остывания.

Время между двумя последова­тельными взвешиваниями, включающее сушку и остывание об­разцов, должно быть не менее 3 ч.

Образцы-кирпичи укладывают тычком на дно сосуда с водой с температурой 15-20 0 С так, чтобы уровень воды в нем был вы­ше верха образцов на 2— 10 см.

Образцы выдерживают в воде в те­чение 48 ч, после чего вынимают из сосуда, обтирают влажной тканью и немедленно взвешивают.

Массу воды, вытекающую из образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца.

Водопоглощение образца В_мас, %, определяют по формуле:

— m — масса сухого образца, кг;

— m₁ — масса насыщенного водой образца, кг.

Водопоглощение кирпича вычисляют как среднее арифмети­ческое результатов испытаний трех образцов.

С целью ускоренного определения водопоглощения кирпича можно применить метод кипячения, согласно которому подготов­ленные по приведенной ранее методике три образца-кирпича по­гружают в сосуд с водой, нагревают до температуры кипения воды.

В кипящей воде образцы выдерживают в течение 4 ч, после чего ох­лаждают до температуры 20—30 0 С путем непрерывного добавления в сосуд холодной воды.

Взвешивание и вычисление водопоглоще­ния производят по приведенной выше методике.

Водопоглощение кирпича должно быть не менее 8 %.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОРОЗОСТОЙКОСТИ КИРПИЧА

Для определения морозостойкости всех видов керамического кирпича, пустотелых керамических камней и облицовочных ке­рамических плиток в качестве образцов используют обычно пять целых изделий.

Перед испытанием на образцах несмываемой краской около ребер, углов фиксируют трещины и другие дефек­ты.

Образцы со значительными дефектами испытанию не подле­жат.

Предназначенные для испытания образцы высушивают до постоянной массы и взвешивают, затем насыщают водой, как при определении водопоглощения.

Замораживание образцов в морозильной камере и их оттаива­ние производят в контейнерах, сваренных из стальных стержней или полос.

В контейнеры образцы укладывают, соблюдая зазоры не менее 20 мм, чтобы лучше обеспечить доступ холодного воз­духа к образцам.

При этом морозильную камеру можно загрузить не более чем на 50 % ее объема.

Закрыв морозильную камеру по­сле загрузки образцов, в ней поддерживают температуру в преде­лах от — 15 до —20 °С.

Началом замораживания образцов считают момент установления в камере температуры —15 °С.

Продолжи­тельность одного замораживания образцов при температуре воз­духа в камере — 15″С должна быть 4 ч.

После окончания замораживания образцы в контейнерах полностью погружают в сосуд с водой.

Температура воды в сосу­де должна быть 15—20 0 С в течение всего периода оттаивания об­разцов.

Продолжительность одного оттаивания в воде должна быть не менее половины продолжительности замораживания.

При оценке морозостойкости кирпича по степени поврежде­ния, образцы осматривают через каждые 5 циклов при 15 и 25 циклах попеременного замораживания и оттаивания и через каждые 10 циклов при 35 и 50 циклах попеременного заморажи­вания и оттаивания.

Осмотр производят после их оттаивания.

Образцы считают выдержавшими испытание, если после требуе­мого числа циклов замораживания и оттаивания они не разруша­ются или на их поверхности не будет обнаружено видимых по­вреждений.

Признаки повреждений (расслоение, шелушение, сквозные трещины, выкрашивания) устанавливаются стандарта­ми на эти материалы и изделия.

При оценке морозостойкости кирпича по потере массы после проведения требуемого числа циклов замораживания и оттаива­ния образцы природного камня и керамических материалов вы­сушивают при температуре 105—110 °С до постоянной массы, об­разцы других материалов взвешивают в насыщенном водой состоянии с погрешностью не более 0,2 %.

Потеря массы образца кирпича, %:

m₁ — масса насыщенного водой образца перед испытанием его на морозостойкость, г;

m₃ — то же, после испытания, г.

Потерю массы образцов после испытания на морозостойкость вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний пяти образцов.

Допускаемая величина потери массы образцов после попеременного замораживания и оттаивания устанавливается стандартами на эти материалы.

Например, для керамического кирпича потеря массы не должна превышать 2 %.

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Строительство – одна из главнейших отраслей экономики.

Для возведения зданий и инженерных сооружений требуется большое количество различных строительных материалов. Их стоимость в среднем составляет 60% (а в ряде случаев и более) от общей стоимости строительства.

Перед промышленностью строительных материалов в России стоят серьезные задачи, заключающиеся не только и не столько в увеличении выпуска материалов и изделий, а прежде всего в повышении их качества и расширении выпуска новых эффективных материалов и изделий, позволяющих снизить материалоемкость строительства и трудоемкость возведения зданий и сооружений.

Промышленность строительных материалов представляет собой сложный комплекс специализированных отраслей производства, изготовляющих большое количество разнообразной продукции. По объему производимой продукции промышленность строительных материалов занимает одно из первых мест в экономике.

Основной материальной базой строительства остаются традиционные материалы: керамика, вяжущие вещества, бетон, лесомате­риалы, асбестоцементные изделия, а также широкое использование местных строительных материалов. Промышленность строительных материалов использует в качестве сырья попутные продукты и отходы других отраслей промышленности (металлургические шлаки, золы ТЭС, отходы деревообработки).

Изучением свойств материалов занимается материаловедение. Для того чтобы правильно использовать строительные материалы, необходимо знать их свойства и назначение. Их рациональное применение остается главной задачей строителей.

Общая тенденция в производстве строительных материалов — выпуск материалов и изделий с максимальной степенью готовности для использования. Это касается не только традиционных сборных железобетонных элементов (панелей, плит перекрытий и т. п.), но и отделочных, кровельных и других специальных материалов. Использование таких материалов позволяет свести работы на месте строительства к простейшим монтажным операциям, что вкупе с разнообразным электроинструментом и вспомогательными материалами (крепежными, клеящими и т. п.) ускоряет и облегчает строительство.

Методические указания по данной теме содержат основные сведения о свойствах материалов, применяемых в строительстве: физические, химические, мехенические, эксплуатационные и т.д. Подробно рассмотрены такие свойства как плотность; пористость; пустотность, влажность, водопоглощение, морозостойкость, водо- и паропроницаемость, водостойкость, теплопроводность, теплоемкость, прочность, твердость, истираемость.

В результате изучения темы студент должен:

иметьпредставление о строении строительных материалов;

знать основные структурные характеристики (плотность, пористость) и свойства (физические, механические и др.) строительных материалов;

уметь определять основные свойства строительных материалов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ

Истинная и средняя плотность некоторых строительных материалов

Задача 1. Образец металла имеет размеры 50х50х50 мм, масса его составляет 900 гр. Определить среднюю плотность.

Решение. Из формулы (2)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПУСТОТНОСТИ

(4)

Решение. Из формулы (4)

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОРИСТОСТИ

Пористость П материала характеризует объем, занимаемый в нем порами. Пористость характеризуется показателем пористости:

или или или (5)

Следует различать открытую и закрытую пористость. Открытая пористость П_О, %, характеризуется количеством открытых пор, состоящих из сети капилляров, каналов и трещин, сообщающихся между собой и поверхностью ма­териала. Открытую пористость определяют путем водонасыщения образца, после чего вычисляют по формуле:

Закрытая пористость П_З характеризуется наличием в теле материала замкнутых пор и воздушных включений, не сообщающихся между собой.

Решение. Из формулы (6):

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ

Водопоглощение W – способность материала впитывать и удерживать воду. Водопоглощение – это разность между массой образца, насыщенного водой m₂, и массой сухого образца m₁:

	(7)
где	m2— масса образца, насыщенного водой, кг, г.
m1— масса сухого образца, кг, г.

или

(8)

(9)

Задача 1. Образец древесно-стружечной плиты имеет размеры 100х100х20 мм, масса его m₁ = 200 г. После насыщения водой его масса увеличилась до m₂ =250 г. Вычислить его объемное и массовое водопоглощение.

Решение. Из формулы (8):

Из формулы (9):

______________________________________________________________________

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

	(10)
где	m3— масмасса воды, находящейся в материале, г.
m1— масмассапп сухого образца, г.
	(11)
где	m— масмасса пустой бюксы, г.
m1— масмасса бюксы с влажным образцом, г,
m2— масмасса бюксы с высушенным образцом, г

Задача 1. Образец кирпича, взятого из стены, имел массу 240 г. После высушивания в термошкафу при 105 °С до постоянной массы масса этого образца стала 210 г. Какова влажность кирпича в стене?

Решение. Из формулы (10):

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОСТОЙКОСТИ

Если К_р>0,75, то материал называют водостойким.

Решение. Из формулы (12):

, т.к К_р

Источник

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОДОПОГЛОЩЕНИЯ МАТЕРИАЛА

Водопоглощение материала по массе или по объему равно отношению массы воды, поглощенной образцом материала при насыщении, соответственно к массе или объему образца.

Водопоглощение по массе вычисляют по формуле:

= . 100, [%], (12)

Водопоглощение по объему вычисляют по формуле:

= . 100, [%], (13)

За окончательный результат принимается среднее арифметическое пяти определений водопоглощения.

Величина водопоглощения по массе может составлять более 100%.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ, ПОРИСТОСТИ И ПУСТОТНОСТИ

Пористость материала характеризует степень заполнения объема материала порами. Пористость вычисляют по формулам:

Коэффициент плотности материала характеризует степень заполнения его объема твердым веществом. Коэффициент плотности вычисляют по формуле:

Пл= , (16)

Межзерновая пустотность характеризует степень заполнения объема сыпучего материала пустотами. Пустотность вычисляют по формуле:

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИСТИРАЕМОСТИ

Истираемость характеризует способность материала изменяться по массе под действием истирающих усилий. На истираемость испытывают материала, которые применяют для устройства тротуарных плит, лестничных ступеней, полов и др.

Испытание проводят на круге истирания (рис. 6). Основной частью прибора является стальной круг, который приводится во вращение с помощью электродвигателя. Образец закладывается в держатель круга истирания и плотно прижимается к поверхности круга специальным грузом из расчета 600 г на см 2 площади истирания. Образцы материалов при испытании должны пройти 150 м пути при скорости вращения круга не более 35 об/мин. В качестве истирающего абразивного материала применяют нормальный кварцевый песок из расчета 20 г на каждые 30 м пути. Для равномерного истирания через каждые 30 м пути образец поворачивают на 90 0 и под него подсыпают новую порцию истирающего материала. Ранее подсыпанный истирающий материал с круга убирают.

Истираемость материала характеризуется потерей массы образца, отнесенной к единице площади его истирания и определяется по формуле:

И= , [г/см 2 ], (18)

Рис. 6. Круг истирания:

1 — истирающий диск; 2 — нагружающее устройство; 3 — испытываемые образцы; 4 — счетчик оборотов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОЧНОСТИ

Прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению от воздействия внешних сил, вызывающих внутренние напряжения. Под воздействием различных внешних нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения сжатия, растяжения, изгиба и др.

Прочность является важным свойством для многих строительных материалов, от ее величины зависит нагрузка, которую может воспринимать данный элемент при заданном сечении. Если материал обладает большей прочностью, то размер сечения строительного элемента может быть уменьшен.

Прочность строительных материалов принято характеризовать пределом прочности при сжатии (R_сж), при изгибе (R_изг) и при растяжении (R_р).

Схемы стандартных методов определения прочности

Образец	Схема испытания	Материал	Размеры образцов,см
Испытание на сжатие
Куб		Бетон Раствор Природный камень	10х10х10 15х15х15 20х20х20 7,07х7,07х7,07 5х5х5
Цилиндр		Бетон Природный камень	d=15, h=30 d=h=5;7;10;15
Испытание на растяжение
Стержень, восьмерка, призма		Металл Бетон(призма, восьмерка(	l/d=10 l/d=5 5х5х50 10х10х80
Испытание на изгиб
Призма		Цемент Гипс Кирпич Бетон Древесин	4х4х16 4х4х16 15х15х15 2х2х30

Определяют ее путем испытания образцов материала соответствующей формы (табл.1) на гидравлических прессах(рис. 7), испытательных изгибающих или разрывных машинах.

Рис. 7. Схема гидравлического пресса для испытания на сжатие:

1 — станина; 2 — винтовое приспособление для зажима образца; 3 — верхняя опорная плита; 4 — испытуемый образец; 5 — нижняя опорная плита с шаровой поверхностью; 6 — поршень.

Источник