Вычисление коэффициента конструктивного качества (удельной прочности)

Коэффициент конструктивного качества материала ис­пользуют для оценки эффективности применения его в конст­рукциях и вычисляют по формуле:

где R_у - предел прочности материала, МПа; d - относительная плотность материала (безразмерная величина), равная р_ср/р_в ⁼ Р_ср/1000.

В данной работе удельная прочность может быть вычис­лена для тяжелого бетона и керамического кирпича по данным табл. 5.1 и табл. 8.1, а также по справочным данным.

Результаты вычислений заносят в табл. 7.1.

Таблица 7.1

Определение удельной прочности

№	Наименование мате­риала	Предел прочно­сти R, МПа	Средняя плотность, Рср, кг/м3	Относи­тельная плот­ность, d, отн. ед.	Удельная прочность, Rу, МПа
1	Бетон тяжелый
2	Керамический кирпич
3	Другие материалы

Определение равномерности изменения объема

Твердеющий цементный камень должен обладать равно­мерным изменением объема. Однако имеются случаи, когда происходят неравномер­ные изменения объема портландцемента при твердении. Такое наблюдается, если в нем содержатся свободный оксид кальция, оксид магния, а иногда гипс.

Для испытания на равномерность изменения объема це­мента приготовляют тесто нормальной густоты. От­вешивают 2 навески по 75 г и помещают каждую навеску в виде шарика на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Затем постукивают пластинкой о твердое основание до момента расплывов шариков в лепешки диамет­ром 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Для получения острых краев и гладкой закругленной поверхности лепешки заглаживают от наружных краев к центру смоченным водой ножом. Приготовленные лепешки маркируют и хранят 24 ± 2 часа с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором при температуре 20 ± 5 ⁰С, а затем подвергают испыта­нию кипячением в воде в течение 3 часов. После лепешки охла­ждают и производят их внешний осмотр после извлечения из воды.

Рис.1. Лепешки, выдержавшие испытания на равномерность объема

Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность объема

Цемент считается соответствующим требованию равно­мерности изменения объема, если на лицевой стороне лепе­шек, подвергнутых испытанию, не обнаружится радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, види­мых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Образцы лепешек, выдержавших испытание на равномерность изменения, приве­дены на рис. 2, а не выдержавших испытания - на рис. 3.

Вычисление коэффициента размягчения (коэффициента снижения прочности материала при насыщении водой)

Коэффициент снижения прочности материала при насыщении водой определяют по отношению прочности образцов в насыщенном водой и сухом состояниях.

8.1. Подготовка к испытанию

Для испытания берут десять образцов правильной формы. Из них пять образцов насыщают водой, а пять образцов высушивают до постоянной мас­сы

8.2. Проведение испытания

Испытания насыщенных водой и высушенных до постоянной массы образцов проводятся по п. 1.3.

8.3. Обработка результатов

Коэффициент снижения прочности при насыщении во­дой вычисляют по формуле:

где R^сух -среднее арифметическое значение предела прочности насыщен­ных водой образцов, МПа (кгс/см²); R^нас - среднее арифметическое значение предела прочности образцов, высушенных до постоянной массы, МПа (кгс/см²).

Коэффициент размягчения - безразмерная величина, характеризующая водостойкость материала Материал, имеющий К_р = 6,8 и более, относят к во­достойким материалам.

В данной работе К_р определяют на образцах-кубах затвердевшего строительного гипса. Результаты испытаний заносят в табл. 8.1.

Таблица 8.1.

Опытные данные по определению коэффициента снижения прочности материала при насыщении водой

Состояние образцов	№	Размеры площади сжатия образца		Площадь сжатия, S,см2	Разрушающая нагрузка, Р, кгс	Предел прочности при сжатии, Rсж, кгс/см2	Среднее значение, Rсж, кгс/см2	Коэффиц. снижения прочности, Кр
		а, см	в, см
Водо- насыщение	1 2 3 4 5
Высушенные до постоянной массы	1 2 3 4 5

* Коэффициент снижения прочности материала в технической и учеб­ной литературе еще называют коэффициентом «размягчения», и поэтому ставится индекс «р».

ВЫЧИСЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ

На практике для ориентировочной оценки теплопроводно­сти материалов используют эмпирическую формулу В.П. Не­красова:

где - коэффициент теплопроводности материала, Вт/(м °С); d - относительная плотность материала.

Точное значение  материала определяют эксперимен­тально [8].

В данной работе вычисляют коэффициент теплопроводно­сти для тяжелого бетона и кирпича. Для других материалов ко­эффициент теплопроводности предлагается вычислить по спра­вочным данным самостоятельно.