Файл: Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 16.10.2024
Просмотров: 110
Скачиваний: 0
М.И.Волков
МЕТОДЫ
ИСПЫТАНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
•■HS- ... |
~;-;ѵ |
і^?г«ѵй; |
|
■#
ѵJ- ; Ѵ 'У
* ъ* -к f
V :•viv-.'-y:'*;
ШІ
“гі
fг
llil
М. И. Волков
МЕТОДЫ
ИСПЫТАНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
До п у щ е н о :
Министерством высш его и ср е д н е го специального образования СССР
в качестве учеб н ого пособия для студентов строительны х специальностей высших учебны х заведений
М О С К В А
СТРОЙИЗДАТ
1974
„-»учйО Р
ГЦЗЕМПЛ-^
цИТАЛЬНОГО ЗАЛЛ,
/9/& ^ 6¥Ч5
Волков М. И. Методы испытания строительных материалов. Учеб ное пособие для вузов. М., Стройиздат, 1974, с. 301
В учебном пособии описаны испытания и методы оценки качества основных строительных материалов в соответствии с действующими ГОСТами и ТУ. Даны краткие сведения о некоторых факультативных методах испытания, позволяющих более точно определить степень при годности материала, а также о новых методах физико-химических ис следований строительных материалов.
Пособие предназначено для студентов строительных специально стей высших учебных заведений, а также может быть использовано производственными лабораториями.
Табл. 72, ил. 140, список лит. 15 назв.
Рецензенты: кафедра строительных материалов и технологии стро ительства Киевского автомобильно-дорожного института и д-р техн. наук проф. Б. И. Ладыгин
©Стройиздат, 1974
30209—262
152—74
047(01)—74
Введение
В Директивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР указывается «а необходи мость увеличить объем производства продукции промышленно сти строительных материалов в 1,4 раза, значительно расши рить ассортимент отделочных материалов и санитарно-техниче ского оборудования, увеличить производство кирпича и дру гих местных строительных материалов, шире использовать для изготовления строительных материалов попутные продукты дру гих отраслей.
Для создания прочных, долговечных и экономичных инже нерных сооружений необходимо прежде всего, чтобы строи тельные материалы по своим техническим показателям отвеча ли условиям работы в отдельных элементах конструкции, соот ветствовали принятой технологии производства, были эконо мичны. Свойства материалов обусловливаются их составом, структурой, текстурой и состоянием; они не остаются постоян ными, а изменяются во времени в результате механических, фи зико-химических, а иногда и биохимических воздействий среды, в которой работает материал. Эти изменения состава и свойств материалов могут протекать весьма медленно (например, кор розия каменных материалов) или относительно быстро (напри мер, полимеризация пленкообразующих веществ).
Строительные материалы могут быть природные и искус ственные.
Природные строительные материалы добывают в местах ес тественного их образования, обычно в верхних слоях земной коры. Их используют в строительстве, применяя сравнительно несложную, преимущественно механическую переработку (гли на, песок, гравий, продукт обработки или дробления скальных горных пород — щебень, шашка для мощения и др., материалы из древесины). Состав и свойства этих материалов в основном обусловливаются происхождением исходных пород и способами
их обработки и переработки. |
материалы |
изготовляют |
||
Искусственные |
строительные |
|||
из природного сырья (например, строительный |
кирпич из |
глин, |
||
портландцемент из мергелей) или из побочных |
продуктов |
про |
||
мышленности (например, шлаковый |
щебень, шлакоситалл), а |
|||
также из нескольких |
исходных материалов (например, цемен- |
|||
1* Зак. 506 |
|
|
|
3 |
тобетон из рационально подобранной смеси щебня, песка, це мента и -воды). Полученные искусственные материалы приобре тают новые свойства, отличные от свойств исходного сырья или материалов. Состав ті свойства искусственных материалов за висят от качества исходного сырья и технологии их производ ства.
Качество строительного материала определяют степенью соответствия его свойств техническим требованиям с учетом конструкции элементов и узлов сооружений, ів которых предпо лагается использовать материал, климатических условий, в ко торых будет работать материал, его экономичности. Правиль ное оперативное определение качества строительных материа лов, хорошо организованный текущий контроль технологии про изводства позволяет обеспечить рациональное использование материалов и высокое качество инженерных сооружений.
Чтобы судить о качестве материала, необходимо распола гать данными о его составе, признаках и свойствах, которые оп ределяют на отобранных пробах материалов в лаборатории, ру ководствуясь стандартными методами и аппаратурой.
Состав является существенной характеристикой строитель ных материалов, предопределяющей их свойства. В зависимо сти от вида материала различают: химический состав, который определяет, из каких химических соединений состоит материал (например, химический состав цементов, металлургических шлаков); минералогический состав, который характеризует со держание в исследуемом материале тех или иных минералов и их состояние (например, минералогический состав песка); петрографический состав, определяющий горную породу (и не которые искусственные материалы), структурно-текстурные признаки; зерновой (или гранулометрический) состав, опреде ляемый для рыхлых или слабосвязагшых материалов, например щебня, гравия, песка, глин.
Главнейшими признаками наряду с другими показателями, определяющими качество материалов, являются структура и текстура, однородность, цвет, запах. Каждый материал в за висимости от его особенностей обладает специфической струк турой (строением), которая определяется крупностью, формой, взаимным расположением составляющих и характером струк турных связей между ними; так, скальные горные породы име ют преимущественно кристаллическую и зернистую структуру; цементное тесто, по мере его твердения, вначале обладает коа гуляционной, затем конденсационной, наконец, кристалличе ской структурой, вулканическое стекло, строительное стекло — аморфной структурой. Текстура (сложение) может быть плот ная, слоистая, сланцевая, пористая, пемзовидная и др. Запах и цвет зависят от состава, влажности, у некоторых материалов они изменяются во времени. Так, битумы и дегти обладают спе
4
цифическим, присущим им запахом, гнилостный запах древеси ны является признаком разрушения материала.
Различают следующие свойства строительных материалов: физические, механические, химические и технологические. В отдельных случаях определяют физико-химические и физико механические свойства.
|
|
|
|
Таблица |
1 |
|
|
|
Плот |
Объемная |
Порис |
П ус |
|
|
Материал |
ность |
тот |
|
||
|
в г/сма |
масса |
тость |
ность |
|
|
|
|
|
в eJcM9 |
В % |
В % |
|
|
|
|
|
|
|
|
Гранит |
|
2,65 |
2,6 |
2 |
45 |
|
Гранитный щебень |
2,65 |
1,42 |
— |
|
||
Песчаник |
|
2,6 |
(насыпная) |
8—3 |
|
|
|
2,4—2,5 |
— |
|
|||
Известняк |
|
2,7 |
1,8—2,4 |
33—11 |
— |
|
Стекло |
|
2,6 |
2,6 |
-- |
— |
|
Цементный бетон |
2,6 |
1,8—2,4 |
31—8 |
— |
|
|
Пенобетон |
|
2,6 |
0,3—0,6 |
85—77 |
— |
|
Древесина |
сосны |
1,5 |
0,4 —0,5 |
73—67 |
— |
|
» |
дуба |
1,5 |
0,61—0,75 |
60—50 |
— |
|
Кварцевый песок |
2,65 |
1,4—1,6 |
|
47—40 |
|
|
|
|
|
(насыпная) |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
2 |
|
Материал |
Водопоглощение |
%в |
Водонасыіцение %в |
Материал |
Водопог лощение %в |
|
|
|
|
||
|
1 |
1 |
|
|
|
|
0,5 |
0,5 |
Асфальтобетон средне |
||
Гранит ........................... |
зернистый .......................... |
не |
|||
|
. 7 |
|
|
Кирпич глиняный, |
|
Известняк пористый |
|
12 |
менее ...................... |
8 |
|
|
3—30 |
5—35 |
Клинкер дорожный, |
не |
|
Цементобетон |
более .................................. |
2 ,6 |
|||
|
Водона сыщение |
В % |
2 — 10
9—20
4—8
Физические свойства характеризуют строение материала. К физическим свойствам относят: плотность, объемную массу, пористость, пустотность, а также влажность, гигроскопичность, водопоглощение, водонасыщение, теплоемкость и теплопровод
ность, огнестойкость и огнеупорность. |
упругость, |
пластич |
|||
Механические |
свойства — прочность, |
||||
ность, хрупкость и |
ползучесть — это способность материала |
со |
|||
противляться изменению |
формы, размеров и разрушению |
от |
|||
(внутренних напряжений, |
возникающих в |
результате |
приложе |
||
ния внешних нагрузок. |
|
|
|
|
|
5
|
|
Объем |
Коэффициенттепло проводностив °С)-ч-(мккал/ |
Материал |
|
ная |
|
|
масса |
|
|
|
|
в г/см3 |
|
|
|
|
; |
Гранит ........................... |
|
2 ,6 |
2,5 |
Известняк: |
|
|
1 |
плотный....................... |
. . |
2 |
|
пористый |
1 ,6 |
0,5 |
|
Кирпич глиняный . . |
1 ,8 |
0,7 |
|
Цементобетон |
тяже |
2,3 |
|
лый ...................................... |
|
1 ,2 |
|
Материал |
|
Прочность |
|
|
на сж а |
||
|
|
тие |
в МПа |
|
Т а б л и ц а |
3 |
||
|
|
Объем |
тепло |
|
|
|
Коэффициент проводностив |
°-М’Ч(ккал/С) |
|
Материал |
ная |
|||
масса |
|
|
||
|
|
в г/см3 |
|
|
Пенобетон |
цементный |
0,5 |
0,2 |
|
Древесина |
сосны: |
0,5 |
0,15 |
|
поперек |
волокон |
|||
вдоль волокон |
0,5 |
0,3 |
|
|
Торфяная |
плита |
0,3 |
0,08 |
|
Сталь строительная |
7,5 |
50 |
|
|
|
Т а б л и ц а |
4 |
||
Прочность Материал на сж а
тие в МПа
Гранит .................................. |
120—250 |
Кирпич: |
|
|
|
7,5 —15 |
||
Известняки.......................... |
|
5—120 |
|
глиняный......................... |
|
|
||
Цементобетон: |
. . . |
10—50 |
|
известково-песчаный . . |
|
7 ,5 - 1 5 |
||
тяжелый . . . . |
Сталь строительная . . . |
|
380—450 |
|||||
легкий .............................. |
|
2—5 |
|
|
|
|
|
|
Свойства некоторых строительных материалов |
приведены в |
|||||||
табл. 1—4. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Химические свойства материала определяют его способность |
||||||||
вступать в химическое взаимодействие с |
веществами |
среды, в |
||||||
которой он находится. К химическим свойствам |
относят |
раст |
||||||
воримость, коррозию, сорбционные процессы и др. |
|
|
мате |
|||||
Технологические свойства характеризуют отношение |
||||||||
риала к технологическим |
процессам |
его |
обработки и |
перера |
||||
ботки, например |
раскалываемость, |
дробимость, |
шлифуемость |
|||||
каменных материалов, перемешиваемость, удобоукладываемость, уплотняемость бетонных смесей, ковкость металлов, гвоздимость древесины, слеживаемость для дисперсных порош ков и смесей холодного асфальтобетона.
Отбор проб. Для предварительного суждения о качестве строительного материала производят определение его состава, признаков и свойств по предварительно отобранным средним пробам. Среднюю пробу материала отбирают в количестве, до статочном для выполнения испытаний 2—3-кратной повторно сти. Средняя проба должна отображать по составу, размерам и форме всю партию принимаемого материала. Партией счита ют определенное количество материала (по массе или объему, а
6
для изделий в шт.), определяемое соответствующими ГОСТами или ТУ. Например, размер партии для цемента устанавливается 100 т, для воздушной извести 50 т, для строительного кирпича 100 тыс. штук. Неправильно отобранная, случайная проба лиша ет возможности исчерпывающе оценить качество исследуемого материала.
Только после тщательного ознакомления по внешним приз накам со всей партией получаемого ,материала, установления степени его однородности возможно приступить к отбору проб, пользуясь при этом указаниями нормативных документов (ГОСТов, ТУ).
Если -поступают сыпучие, рыхлые материалы (щебень, пе сок, цемент и др.) навалом в вагонах, автомобилях-цементово зах, баржах, пробы отбирают специальными щупами из каждого
транспортного средства (при |
малых объемах материала) |
или |
из каждого третьего, пятого |
(при больших объемах) из разных |
|
мест по площади и глубине слоя загруженного материала. |
отби |
|
Пробы штучных материалов (кирпич, брусчатка и др.) |
||
рают по несколько штук из клеток, штабелей.
Среднюю лабораторную пробу рыхлых материалов (щебня, гравия, цемента) отбирают после тщательного перемешивания квартованием. Для этого пробу насыпают конусом, который доской или совком превращают в усеченный конус, а затем дву мя взаимно пересекающимися линиями делят на четыре равные части. Две противоположные части отбрасывают, а оставшиеся снова квартуют. Так поступают до тех пор, пока оставшаяся часть будет необходимого объема.
Для подготовки лабораторных проб можно использовать де лительный прибор (рис. 1) Пропуская через отделения бункера
Рис. 1. Делительный прибор
прибора сыпучий материал, собирают его в приемные коробки
и, постепенно отбрасывая излишний |
материал, |
доводят |
пробу |
||
до нужного размера. |
чистой |
таре — ящиках |
с |
||
Подготовленные пробы хранят в |
|||||
крышками, банках с пробками и др. |
Пробы |
маркируют и |
со |
||
храняют в сухих помещениях. Порядок отбора |
проб |
обычно |
|||
описывается в соответствующих технических условиях. |
|
|
|||
7