Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения Специальность (стр. 4 из 5)

Лабораторная работа №4

ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ БЕТОНА И БЕТОННОЙ СМЕСИ

Приборы и оборудование:

- конус Абрамса;

- кубические формы;

- виброплощадка;

- гидравлический пресс.

4.1. Методика определения осадки конуса (ОК) бетонной смеси

Конус Абрамса (рис.4.1), пол и все другие поверхности, соприкасающиеся с бетонной смесью, увлажняют мокрой тканью. Конус устанавливают на пол и заполняют бетонной смесью в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой штыкуют 25 раз. Избыток бетонной смеси срезают, конус плавно поднимают и ставят рядом с бетонной смесью. Осадку конуса измеряют с точностью до 1 см.

4.2. Методика определения прочности бетона

Бетонную смесь укладывают в кубические формы с ребром 150 мм слоями высотой не более 100 мм. Каждый слой штыкуют 25 раз. При ОК <10 см бетонную смесь дополнительно уплотняют вибрированием на стандартной виброплощадке. После уплотнения избыток бетонной смеси срезают, поверхность заглаживают. Образцы хранят в течение 1-3 суток в формах, покрытых влажной тканью, при температуре воздуха 20+2 ºС, затем их освобождают от форм, и выдерживают до испытания в камере с относительной влажностью воздуха не менее 95% при температуре 20+2 ºС. При испытании образцы устанавливают так, чтобы заглаженная грань не прилегала к плитам пресса. Для определения марки или класса бетона образцы испытывают в возрасте 28 суток, кроме гидротехнического бетона речных сооружений, контрольный возраст которого должен составлять 180 суток. Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле

(5)

где Р – разрушающая нагрузка, МН;

S₀- расчетная площадь образца, м²;

α – масштабный коэффициент.

Прочность бетона вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытаний (табл.4.1).

Таблица 4.1

Результаты испытаний на сжатие образцов-кубов

Размер ребра куба, см	Площадь поперечного сечения, см2	Разрушающий груз Р, Н	Предел прочности при сжатии, R7, МПа

Классы бетона на сжатие: В3,5; В5; В7,5; В10; В12,5; В15; В20; В25; В30; В35; В40; В45; В55; В60; В65; В70; В75; В80.

Лабораторная работа № 5.

ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ СТАЛИ

Цель работы: ознакомление с методами испытания свойств при определении марки стали.

Приборы и оборудование

- разрывная машина;

-образцы стержни, пластины;

-пресс Бринелля;

- маятниковый копр.

5.1. Испытание углеродистой стали на растяжение

Из гладкой арматурной стали готовят образцы-стержни (рис.5.1) длиной l=10d₀+20 см.

Для определения δ по длине стержней наносят риски через каждые 5 мм. Принимают два значения для начальной расчетной длины l₁₀=10d₀ и l₅=5d₀ и определяют число промежутков на них n₁₀ и n₅. После испытания половинки соединяют и по числу промежутков n₁₀ и n₅ определяют новую длину расчетных участков l’₁₀ и l’₅, так чтобы разрыв располагался посередине длины. Затем измеряют диаметр шейки и вычисляют:R_пч, δ₅, δ₁₀ и ψ.

Таблица 5.1.

Результаты испытания стали на растяжение

Показатели	Образец
	№1	№2	№3	№4
Начальный диаметр образца, d0, мм
Минимальный диаметр после разрыва, dк, мм
Начальная расчетная длина, мм l10 l5
Расчетная длина после разрыва, мм l10 l5
Число промежутков на расчетной длине n10 n5
Начальная площадь поперечного сечения S0, мм
Минимальная площадь после разрыва Sк, мм
Наибольшая нагрузка при испытании Рмах, кгс
Предел прочности при растяжении Rпч, МПа
Относительное остаточное удлинение δ10 после разрыва, % δ5
Относительное остаточное сужение после разрыва, % ψ=100(Sk-S0)/S0
Марка стали (см. табл. 5.4).

5. 2. Определение твердости стали

Твердость по Бринеллю определяют, вдавливая в шлифованную поверхность образца стальной закаленный шарик (рис. 5.2).

Диаметр D шарика выбирают в зависимости от толщины образца равным 10;5 или 2,5 мм. Нагрузку на шарик, в зависимости от ожидаемой твердости стали, берут равной 30D²; 10D² или 2,5D². Время действия нагрузки -10с. Число твердости по Бринеллю:

(6)

S_sf– площадь сферической поверхности отпечатка

(7)

В зависимости от твердости по Бринеллю можно получить предел прочности при растяжении:

(8)

Таблица 5.2.

Результаты испытаний по определению твердости стали

методом Бринелля

Харак-терис-тика стали	Толщина образца, мм	Диаметр шарика D,мм	Нагрузка на шарик P, кгс	Диа- метр отпечатка	Число твер-дости по Бринеллю HB кгс/мм2	Расчет- ный пре- дел прочности при растяжении Rр, МПа

5.3 Испытание ударной вязкости стали

На ударную вязкость образцы стали испытывают на маятниковом копре (рис.5.3), подвергая удару маятника. По углам подъема маятника перед ударом (α) и отклонению маятника после разрушения образца (β) вычисляют работу, затраченную на разрушение:

(9)

где P=6кг - вес маятника, l=0,5 м - длина маятника.

Ударная вязкость есть отношение этой работы к площади поперечного сечения образца в месте надреза.

Таблица 5.3

Результаты определения ударной вязкости стали

Характеристика стали	Размеры рабочего сечения, см		Площадь рабочего сечения S,см2	Угол подъема маятника в градусах		Работа, затраченная на разрушение образца A,Дж	Ударная вязкость а=A\S Дж\м2
	а	в		а	в