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: 137

Скачиваний: 0

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

Форма и размеры образцов из листовых и слоистых пласт­ масс должны соответствовать показанным на рис. 98,а. Образцы толщиной больше 30 мм подвергают с одной стороны механи­ ческой обработке, с помощью которой толщину уменьшают до 30 мм. Исходная толщина пл'иты должна быть указана при за­ писи результатов испытаний. Форма и размеры образцов из других пластмасс показаны на рис. 98,6. Поверхность образцов должна быть ровной, гладкой, без вздутий, трещин, сколов, ра­ ковин, заусенцев. Испытывают одновременно не менее трех об­ разцов.

Образцы из анизотропных листовых и слоистых .материалов надо изготовлять в трех направлениях: продольном, попереч­ ном и диагональном (под углом 45 град ). Для каждого направ­ ления изготовляют не менее трех образцов. Порядок испытания следующий.

1.Перед испытанием измерить в рабочей части образца его толщину и ширину с точностью (не менее) 0,1 мм и вычислить площадь поперечного сечения с точностью до 0,01 см2.

2.Выдержать образцы в течение 16 ч при 20+2° С. Если об­ разцы хранились при температуре 20+10° С, разрешается непо­ средственно перед испытанием выдержать 3 ч их при стандарт­ ной температуре 20+2° С. Температура помещения при испыта­ нии 20+5° С.

3. На рабочей части образца, приготовленного к испытанию и закрепленного в машине, поставить тензометр таким образом, чтобы его база (10—100 мм) находилась посередине ширины образца вертикально. Рекомендуется устанавливать два тензо­ метра — по одному на противоположных сторонах рабочей части образца. Точность отсчета этих тензометров должна быть не ме­ нее 0,1%.

4. Подвергнуть образцы шести

циклам

нагрузки-разгрузки

со скоростью 15—20 МПа в 1 мин для материалов,

прочность

которых на растяжение превышает

100 МПа, и 4—5

МПа в

1 мин для материалов меньшей прочности

(400 МПа и менее).

б.Определить величину деформации по тензометру не менее

чем при двух нагрузках — начальной Ра,

составляющей пример­

но 2% величины разрушающей нагрузки Дразр, и

максимальной

Рмакс> равной 8—10% Рразр*

испытаний

известно,

Если

на основании предварительных

что нагрузка, равная пределу упругости

материала Р

у , выше

или ниже указанного

предельного значения РМакс, допускается

нагружать образец

максимальной нагрузкой,

'составляющей

80% Р у .

Модуль упругости Еі определить для каждого

 

6.

образца по

результатам трех замеров по формуле

 

 

 

А Р I Е,- = -------- ,

M F

242


где A P — приращение нагрузки Рмакс—Ро см; AI — среднеарифметическое из приращений щадь поперечного оечения образца в см2.

в Н; I — база тензометра в деформации в см; F — пло­

За показатель модуля упругости принять среднеарифмети­ ческое из результатов трех испытаний. Кроме того, определяют среднеквадратичное отклонение результатов определения моду­ ля упругости (б) ів Па но следующим формулам:

Е

S Et

і - Е )

п

б

 

(я — 1)

где я — число образцов.

Те значения модуля упругости, которые не укладываются в интервал £+26, отбросить и для оставшихся значений подсчи­ тать новые значения £ и 6. При этом число образцов, для кото­ рых подсчитывают новые значения, должно быть не менее трех.

Модуль упругости по испытанию на изгиб определяют на любой маши­

не, которая позволяет производить испытание на изгиб

и измерять нагрузки

с точностью до 1%. На испытательной машине должно

быть приспособление,

позволяющее заменять наконечник, предназначенный для приложения на­ грузки между опорами. Ось наконечника должна быть посередине пролета ■между опорами, края которых должны иметь закругление радиусом 1 мм.

Для замера деформаций (прогибов) образца 'непосредственно под точ­ кой приложения «агрузки следует пользоваться прогибомером, точность от­ счета по которому не менее 0,01 мм. С этой целью можно пользоваться так­ же индикаторам часового типа той же точности.

Образцам придают форму брусков прямоугольного сечения, размеры ко­

торых приведены в табл. 66.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 66

 

 

Т а б л и ц а 67

 

 

Ширина в

Толщина

Расстояние

Радиус закругле­

Толщина в м м

Длина в м м

ния наконечника,

м м

образца

между опо­

передающего на­

 

 

 

в м м

рами в м м

грузку, в мм

1—2

35 ± 1 ,5

5 + 0,2

1—2

20 + 0,3

2

2,01—4

55± 1,5

10 + 0,2

2,01—4

40 + 0,3

4

4,01—6

80 + 2

10 + 0,2

' 4,01—6

60 + 0,5

6

6,01—8

100 + 2

15 + 0,2

6,01—8

80 + 0,5

8

8,01—10

120 + 2

15 + 0,2

8,01—10

100 + 0,5

10

При необходимости испытания листовых іи слоистых пластмасс толщиной более 10 мм образцы предварительно обрабатывают механическим способом с одной стороны, уменьшая их толщину до 10 мм. Исходная толщина плиты должна быть указана при записи результатов испытания.

Поверхность испытуемых образцов должна 'быть ровной, гладкой, без вздутий, сколов, раковин, заусенцев. Образцы из анизотропных листовых и слоистых материалов надо изготовлять в трех направлениях: продольном, поперечном и диагональном (под углом 45 град). Количество образцов для каждого направления— не менее трех. Последовательность испытания такова.

1. Перед испытанием измерить ширину и толщину средней части образ-

Э* Зак. 506

243


цов с точностью до 0,01 мм. Образцы предварительно выдержать в течение 3 ч при 20±і2°С.

2.Установить образец на опоры широкой стороной и укрепить пірогибомер в середине пролета в плоскости приложения нагрузки. Расстояния меж­ ду опарами образца и радиусы закруглений передающих нагрузку 'наконеч­ ников, приведены в табл. 67 (в зависимости от толщины образца). Образец, толщину которого предварительно уменьшали до 10 мм, уложить на опары стороной, не подвергавшейся механической обработке.

3.Подвергнуть образцы шестикратному нагружению и разгрузке при

•скорости 15—20 МПа для материалов, прочность которых при растяже­ нии превышает 100 МПа, и 4—5 МПа для материалов меньшей прочности

(100 МПа и менее).

не іменее чем при

4. Величину деформации определить по лропибоімеру

двух нагрузках — начальной Рй, отставляющей примерно

2% разрушающей'

нагрузки .Рразр, и максимальной Р макс, равной 8— 10% Дразр- 5. Модуль упругости Еі определить для каждого о'бразца по результатам

трех измерений по формуле

Еі =

А P L ?

 

 

----------,

 

 

 

4 5 Я 2 Д /

 

 

где АР — приращение нагрузки

Рмакс—Ро в

Я; L

— расстояние между

опорами в см; В — ширина образца

в см; Н — толщина

образца ів см; Аf

среднеарифметическое приращение

деформации

(прогиба), вычисленное по

данным трех замеров, в см.

 

 

 

 

 

на

с. 243.

6. Результаты испытания обработать так же, как изложено

§ 32. ПЛАСТИФИКАТОРЫ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пластификаторы

придают

полимерам

пластичность,

 

гиб­

кость, снижают хрупкость при отрицательных

температурах и

тормозят старение. Они должны быть

не

летучи,

совместимы

с полимером и не оказывать на него вредного

действия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В качестве пластификаторов наиболее ча­

сто применяют дибутилфталат, трикрезилфос-

фат, диметилфталат, диоктилфталат и др.

 

 

Степень пригодности

пластификаторов

ха­

рактеризуется

плотностью,

температурами

вспышки и кипения,

кислотным

числом,

чис­

лом омыления, содержанием летучих веществ.

 

Плотность

пластификатора

следуют

опре­

делять с помощью денсиметра

(рис.

99)

в та­

ком порядке.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Отобранную пробу пластификатора тща­

тельно перемешать и

влить в стеклянный

ци­

линдр высотой 28 см и диаметром 4 см, кото­

рый поместить в термостат

с водой

(20”С).

Уровень воды термостата должен быть выше

уровня пластификатора

в цилиндре на

1,5—

2 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определение проводят при 20°С.

 

 

 

 

Рис. 99. Денсиметр

2. Осторожно погрузить денсиметр в плас-

24


тификатор, и когда прибор приобретет постоянное положение, отсчитать по нижней границе мениска показатель, характеризующий плотность.

Кислотное число характеризуется количеством миллиграм­ мов КОН (или NaOH), которое необходимо для нейтрализации свободных кислот в 1 г пластификатора. Обычно кислотность пластификаторов определяют прямым титрованием. Порядок ис­ пытания следующий.

1.С помощью пипетки отобрать 10 мл пластификатора и по­ местить в коническую колбу объемом 200 мл.

2.Прилить в колбу 40 мл 90%-ного этилового нейтрального спирта (или спиртовой бензольной смеси) и добавить 3—5 ка­ пель фенолфталеина.

3.Полученный раствор титровать 0,1 N раствором едкого кали (или едкого натра) до слабого окрашивания.

4.Определить количество раствора едкого кали (или едкого натра), пошедшего для получения слабо-розовой окраски, и вы­ числить кислотное число по формуле

Ѵп

где

V — объем .раствора едкого кали (или

едкого

натра),

пошедшего

на

титрование, в мл; п— количество едкого

каля

(принимается равным 5,6)

или

едкого

натра (принимается равным

4); у плотность

пластификатора

в г/см3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Число омыления характеризуется количеством едкого

кали

в мл, которое необходимо для нейтрализации свободных и

свя­

занных кислот, содержащихся в пластификаторе. Если

кислот­

ное число определяет количество

свободных

кислот, то

число

омыления показывает количество как свободных, так и связан­

ных кислот, находящихся в пластификаторе.

 

 

 

 

 

 

Число омыления, так же как и кислотное число,

характери­

зует склонность пластмасс к старению. Порядок

проведения

испытания следующий.

 

точностью

до 0,0002 г

и

1. Взвесить 1 г пластификатора с

поместить в коническую колбу объемом 250 мл,

куда

прилить

30 мл спиртового раствора едкого кали.

 

ней

обратным

хо­

2. Установить колбу с присоединенным к

лодильником на водяную баню и нагревать содержимое

колбы

на сильно кипящей бане в течение 2 ч, после чего

 

охладить

до

20° С.

Оттитровать содержимое колбы 0,6 N раствором

соляной

б.

кислоты и подсчитать количество кислоты, пошедшей на доведе­

ние раствора до нейтральной реакции.

 

 

 

 

 

 

 

4.

В чистую колбу вместимостью 250 мл влить 30 мл спирто­

вого раствора едкого кали и оттитровать 0,5 N раствором

соля­

ной кислоты.

 

 

 

 

 

 

 

 

245


5. Определить число омыления (в мг)

по формуле

(Ур — V) 28,05

»

U

g

 

где Ѵо— объем 0,5 н. раствора соляной кислоты, необходимый для тит­

рования спиртового раствора едкого кали, в мл;

V — объем 0,5 н. раствора

соляной кислоты, «©обходимый для титрования испытуемого раствора, ,в мл;

28,05 — количество едкого кали,

соответствующее 1 мл 0,5

н. раствора

соля­

ной кислоты, в мл; g — навеска пластификатора в г.

газообразные

про­

Температура вспышки— это

температура, при которой

дукты, выделяющиеся при нагреве пластификатора, вспыхивают при подне­ сении пламени. Этот показатель характеризует огнестойкость пластификатора.

Температуру вспышки пластификатора определяют по методике, описан­

ной на іс.

147.

 

 

 

 

 

 

 

 

Свойства

некоторых

пластификаторов

приведены в табл. 68.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 68

 

 

 

 

 

 

 

Пластификатор

 

 

Показатель

 

 

дибутилдиметилдиоктил-

дибутил-

диоктил-

 

 

 

 

 

 

фталат

фталат

фталат

себоцинат

себоцинат

Внешний в и д

..................................

 

 

 

 

Прозрачная маслянистая

жидкость

0,913

Плотность

в

г/см3,

не

ниже

1,045

1,185

0,982

0,93

Кислотное

число

в

мг

КОН,

0,25

0.2

0,2

0,3

0,3

не более ..............................................

 

 

в

мг

КОН,

Число омыления

396,6—407

565,8—580

282—292

350—360

260-270

в пределах ..........................................

 

вспышки,

оп­

Температура

 

 

 

 

 

ределяемая

в

открытом

тиг-

160

Не опреде­

192

180

215

ле, в °С, не н и ...........................ж е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ляют

 

 

 

§ 33. СИНТЕТИЧЕСКИЕ КЛЕИ

Синтетические клеи изготовляют на основе различных поли­ меров. В состав клея, кроме связующего, в необходимых слу­ чаях вводят катализаторы, растворители, отвердители и другие компоненты.

В зависимости от полимера (связующего) клеи делят на термореактивные и термопластичные. Термореактивные клеи более прочны и устойчивы к воздействию факторов среды.

Качество клеѳв характеризуют их однородностью, вяз­ костью, жизнеспособностью, а также прочностью клеевого слоя.

Однородность клея рекомендуется определять следующим образом.

1.

В стакан

объемом

150—200

мл поместить около 100

г

клея

(кле­

евого

.раствора).

в клей

стеклянную

палочку, затем поднять

ее

на

высоту

2.

Опустить

10—20 см. Отекающая струя клея должна 'быть однородной, без сгустков и 'механических примесей.

Вязкость жидких клеев определяют с помощью шарикового вискозимет­ ра, который представляет ообой стеклянную трубку диаметром 20 мм я дли­ ной 85 см. Нижний конец трубки закрыт пробкой. На трубке нанесены два деления, отстоящие одно от другого на 25 см. Нижняя метка отстоит от яиж-

246