Визначення середньої щільності різних будівельних матеріалів

Лабораторна робота №1

 

Тема: «Визначення середньої щільності різних будівельних матеріалів»

Мета роботи: вивчити середню щільність будівельних матеріалів і методи їх вивчення.

Приклади, інструменти, обладнання, матеріали:

1. Стандартна лінійка.
2. Штангенциркуль.
3. Ваги з важками.
4. Сушильна шафа, ексикатор.
5. Скляні або металеві посудини.
6. Вимірювальний циліндр до 1л.
7. Об’ємомір.
8. Зразки матеріалів правильної форми – гіпс, бетон.
9. Зразки матеріалів неправильної форми – кераміка.
10. Сипкий матеріал – пісок.
1. Визначення середньої щільності матеріалів правильної геометричної форми

Хід роботи

Відібрані зразки вимірюють  з точністю до 0,1мм – кожну грань  в трьох місцях. Розмір кожної грані  визначають як середнє арифметичне  трьох вимірювань.

 

Об’єм обчислюють за формулою

                                                               

Якщо зразок циліндричної форми

 

Об’єм циліндра

                       

 

Визначивши об’єм, зразок зважують - в грамах. Середня щільність  матеріалу зразка

                       

 Середню щільність матеріалу зразка визначають на трьох зразках, результати випробувань записують до таблиці 1.

Розрахунок середньої  щільності

        Таблиця № 1

Показники	Зразки
	1-й	2-й	3-й
Середні розміри зразка, см діаметр  – висота     – довжина – ширина  –  Об’єм циліндра, Об’єм паралелепіпеда, Об’єм куба, Середня щільність, г/

 

2. Визначення середньої щільності матеріалів неправильної геометричної форми.

Хід роботи.

В об’ємомір наливають воду до рівня латунної трубки, поки з трубки не потече вода. Коли вода досягне рівня і перестане капати, під трубку ставлять попередньо зважену склянку. Потім в об’ємомір обережно занурюють зразок матеріалу на нитці. Заздалегідь зважений зразок матеріалу до занять насичують водою протягом 48 годин. Вода, яку витискує об’ємомір, через трубку витікає у склянку. Після того, як падіння крапель припиняється, склянку з водою зважують і визначають масу води, витисненої зразком. Маса витисненої зразком води “m” в г. відповідатиме об’ємові зразка в . Дані розрахунки записують в таблицю. Знаючи масу зразка і його об’єм, визначають середню щільність за формулою.

 

Розрахунок середньої  щільності за допомогою об’ємоміра.

Таблиця № 2

№ п/п	Маса сухого зразка, , г	Маса склянки , г	Маса склянки з водою, , г	Маса витисненої зразком  води, m=	Середня щільність,
1 2 3

 

3. Визначення середньої щільності пухких (сипких) матеріалів (пісок).

Хід роботи.

Середню щільність пухких матеріалів (цемент, пісок і щебінь) визначають за допомогою стандартної  лійки. У лійку насипають сухий  матеріал (пісок), потім відкривають  засувку і заповнюють циліндр (4). Після заповнення циліндра сипким матеріалом, засувку закривають металевою або дерев’яною лінійкою, зрізують від середини в обидва боки надлишок матеріалу на рівні з краями посудини. При цьому лінійку тримають нахиленою, щільно притискуючи її до країв посудини. Циліндр мусить бути нерухомим, тому що при поштовхах сипкий матеріал може ущілитися, що збільшить середню щільність. Після видалення надлишку посудину з матеріалом зважують. Маса матеріалу дорівнюватиме різниці маси посудини з матеріалом і маси порожньої посудини, визначеної раніш. Знаючи масу матеріалу в посудині і його об’єм – 1 л, за формулою знаходять його середню щільність. Результати випробувань записують в таблицю 3.

 

Розрахунок середньої  щільності сипких матеріалів.

 Таблиця № 3

№ п/п	Об’єм посудини, V, (л)	Маса посудини,	Маса посудини з матеріалом, , г	Маса матеріалу, m, г	Середня щільність, г/
				m=

 

Контрольні питання:

 

1. Що таке середня щільність матеріалу?
2. У чому протилежність між істинною та середньою щільність матеріалів?
3. Від чого залежить середня щільність матеріалів?
4. Яке практичне значення має середня щільність матеріалів?

 

Лабораторна робота №2

 

Тема: «Вивчення  основних породотвірних мінералів  і гірських порід за колекціями»

Мета роботи: Ознайомити студентів з найважливішими мінералами, гірськими породами, які використовуються у будівництві. Навчити студентів за зовнішнім виглядом зразків визначати мінерал або породу.

Прилади, інструменти, матеріали:

1. Зразки мінералів гірських порід.
2. Сталева голка.
3. Лінійка.
4. Лупа.
5. 10% розчин соляної кислоти.
6. Піпетка.
7. Таблиця, набір твердості мінералів Мооса.

Хід роботи

Кожній ланці студентів  видають по три зразки мінералів  і гірських порід. Поверхню зразків, що випробовуються послідовно прокреслюють мінералами, які входять до шкали  твердості, починаючи з найм’якішого, до тих пір, поки на поверхні зразка один з мінералів не залишить лінію. Твердість зразка буде дорівнювати  твердості мінералу, який залишив  на ньому лінію. Потім встановлюють колір мінералу і породи. По зламу  визначають структуру.

Визначивши колір, твердість, структуру встановлюють назву мінералу і породи. Далі вказують застосування порід в будівництві.

Результати випробувань  записують до таблиці №4 і №5.

 

Шкала твердості  мінералів (шкала Мооса)

Таблиця № 1

№	Мінерали	Показник твердості	Характеристика твердості
1.	Тальк (або крейда)	1	Ніготь залишає риску  легко
2.	Гіпс	2	Ніготь залишає риску
3.	Кальцит	3	Сталевий ніж легко  залишає риску
4.	Плавиковий шпат	4	Сталевий ніж залишає  риску при незначному натисканні
5.	Апатит	5	Сталевий ніж залишає  риску при сильному натисканні, на склі риски не залишає
6.	Ортоклаз (польовий шпат)	6	Сталевий ніж не залишає  риски, злегка дряпає скло
7.	Кварц	7	Сталевий ніж риски  не залишає
8.	Топаз	8	Те саме
9.	Корунд	9	Те саме
10.	Алмаз	10	Те саме

 

Характеристика  деяких мінералів

 Таблиця № 2

Мінерал	Структура	Твердість	Колір	(г/)	Характерні ознаки	Умови знаходження у природі
1	2	3	4	5	6	7
Каолін	аморфна, зерниста	1	білий, жовтуватий	2,5	злам земляний, легко розсипається	у чистому вигляді
Гіпс	кристалічна, зерниста, буває  пластинчастою, волокнистою	1,5-2	білий, жовтуватий, рожевий	2,2	кристали прозорі, інколи волокнисті, крихкі	у чистому вигляді
Мусковіт	кристалічна, листяна	1,5-2,5	білий, світло-жовтуватий, срібний	2,8	розривається на тонкі  прозорі листи	в граніті, гнейсі, сієніти
Біотіт	кристалічна, листяна	2-3	чорний, темно-зелений	2,8	розривається на тонкі  листи	в граніті, гнейсі, сієніті
Кальцит	кристалічна, зернисто-кристалічна	3	білий, сірий, жовтий	2,6	прозорий, при ударі розсипається на кристали	у мармурі, вапняку
Доломіт	кристалічна	3,5	білий, сірий	2,8	у розчині сильної кислоти  закипає тільки у борошні	у мармурі, вапняку
Магнезит	кристалічна	3,5	білий, жовтуватий	2,8	білий з жовтим	в доломіті
Ортоклаз	кристалічна	6	білий, сірий, червоний	2,5	на плоскості спаювання  скловидний блиск	в граніті, гнейсі, сієніті
Кварц	кристалічна	7	білий, сірий, чорний, без кольору	2,6	злам черепашник, гострий	в граніті, гнейсі, пісковику

 

 

Характеристика  і основні властивості гірських порід

Таблиця №3

Порода		Колір	Мінерали у складі породи	Структура	Середня щільність, кг/	Межа міцності на стиск, МПа	Застосування у будівництві
1		2	3	4	5	6	7
Граніт		сірий, світло-сірий, рожевий, червоний	кварц, польовий шпат, слюда	кристалічна	2500-2800	100-250	облицювальний матеріал, щебінь для бетону, бутовий камінь
Сієніт		сірий, світло-сірий, рожевий, червоний	польовий шпат	кристалічна	2400-2900	150-200	облицювальний матеріал, щебінь для бетону, бутовий камінь
Габро	сірий, чорний		польовий шпат, олівін, авгіт	кристалічна	2800-3100	200-350	облицювальний матеріал, щебінь, бутовий камінь
Лабрадорит	темний		польовий шпат, авгіт	кристалічна	2600-2900	150-250	облицювальний матеріал, щебінь, бутовий камінь
Базальт	темний, чорний		польовий шпат, авгіт	заховано-кристалічна	2900-3300	200-400	щебінь для бетону, кам’яні плити
Вапняк щільний	сірий, жовтуватий		кальцит	щільна (аморфна, частково кристалічна)	1700-2600	50-150	щебінь для бетону, бут, сировина для виробництва вапна, бетонів
Вапняк черепашник	жовтуватий		кальцит	пориста	900-2000	4-15	стіновий матеріал, заповнювач для легких бетонів
Пісковик	білий, сірий, червоний, темно-червоний		кварц	щільна, зерна з’єднані глиною, вапном, кремнеземом	2300-2600	80-300	облицювальний матеріал, щебінь для бетону, бут
Мармур	білий, сірий, рожевий з  малюнком		доломіт, вапняк	тонко-кристалічна	2600-2800	100-300	облицювальний матеріал, щебінь для бетону
1	2		3	4	5	6	7
Кварцит	білий, сірий, червоний		кварц	зернисто-кристалічна	2500-2700	300-400	для будівництва опор мостів, облицювальний матеріал
Туф	рожевий		кальцит	пориста	1250-1350	8-19	стіновий матеріал, щебінь для легких бетонів