Лабораторная работа №11. «Ускоренное испытание на долговечность. Определение характеристик пластично-вязких материалов»
|
Скачать 334.9 Kb.
|
6. Радиометрический метод контроля качества материалов. За последние годы внедряются радиометрические методы контроля качества дорожных материалов и покрытий с использованием радиоактивных веществ. В основе радиометрического метода лежат законы радиоактивного распада некоторых элементов и ослабление возникающего излучения при прохождении через вещество. Принцип работы радиометрического прибора состоит в том, что гамма-кванты, проникая в толщу материала, сталкиваются с атомами вещества, частично поглощаются и частично рассеиваются и попадают на счетчик с большей или меньшей полнотой. Чем плотнее материал, тем большая потеря гамма-лучей и тем меньше показания счетчика Гейгера. Наиболее распространенными источниками гамма-излучения являются радиоактивный кобальт Co60, радиоактивный цезий Cs137 и радиоактивный натрий Na22. На рис. 26 показана схема радиоактивного плотномера. По мере совершенствования радиометрических методов они будут находить все большее применение для контроля качества дорожных материалов и покрытий. Работа с радиоактивными веществами требует соблюдения норм техники безопасности. Предельно допустимая доза облучения гамма-лучами не более 0,05 рентген в день. Работа должна проводиться с соблюдением мер защиты и правил по специальной инструкции. В частности, при работе с гамма-излучением следует применять свинцовые стекла и экраны, пользоваться резиновыми перчатками, очками и другими мерами защиты. Нельзя допускать попадания радиоактивных веществ на поверхность тела человека, и особенно внутрь организма. 7.Определение коррозийной и механической стойкости строительных материалов. Материалы, составляющие дорожные покрытия, подвергаются совместному воздействию химической агрессии и механической корpозии. В зимнее время с целью уменьшения скользкости бетонные покрытия посыпают хлористым натрием и песком. Процесс эксплуатации дороги, давление колес транспортных средств, шероховатость песка и химическая агрессия активных хлорионов и катионов магния оказывают серьезное разрушающее влияние на материал дорожного покрытия, снижая его долговечность.  Для определения стойкости бетонных и других видов строительных материалов совместным воздействием химической и механической агрессией в МИСИ разработан комплексный метод испытаний в приборе, состоящем из четырех цилиндров. Цилиндры расположены под углом к оси вращения по типу четырехгнездовой болтушки. Один из цилиндров на 3/4 объема заливают питьевой водой, а три остальных на такие же объемы заливают агрессивными жидкостями. В каждый цилиндр закладывают по три—пять образцов размером 3X3X3 или 4X4X4 см. Цилиндр объемом Г л сделан из бронзы н покрыт внутри бакелитовым лаком с целью уменьшения коррозии. Испытания проводятся по следующему режиму взвешенные и маркированные образцы хранят в течение 4 ч соответственно в воде или агрессивной среде. Затем в течение 4 ч производят испытание в болтушке, после чего образцы высушивают при 105° С в течение 14 ч. Образцы взвешивают после каждого цикла испытания. После каждых 10 циклов часть образцов испытывают на микротвердость на прессе Бринелля, а часть используют для определения прочности на сжатие. Указанные испытания как бы моделируют условия работы материалов в покрытии дорог. По степени износа, снижению микротвердости и прочности в сравнении с эталоном можно в определенной степени судить о степени влияния химической агрессии и механического износа на долговечность материала. 8.Другие нестандартные методы испытаний. К другим методам испытаний, находящим применение главным образом в специальных научно-исследовательских лабораториях, следует отнести, например, рентгеноструктурный анализ, позволяющий следить за изменением микроструктуры материала в процессе его формирования или коррозии. Метод электронной микроскопии применяют для исследования микроструктуры вещества, он позволяет видеть частицы до 10—15 А. Метод термографии применяется для исследования процессов тепловыделения. Этот метод нашел наибольшее применение при исследовании процессов твердения цементов. Подробно о нестандартных методах испытаний изложено в специальной литературе. Пластично-вязкие свойства дисперсных систем измеряются физическими методами, на основе изучения реологических характеристик дисперсных систем. Можно выделить три типа систем, различных по своим реологическим свойствам: - истинные (ньютоновские) жидкости; - структурированные жидкости, не обладающие предельным напряжением сдвига; - пластично-вязкие системы, обладающие предельным напряжением сдвига. В области ламинарного потока динамические свойства жидкостей характеризуются вязкостью. Дисперсную систему можно рассматривать как истинную жидкость только при малой концентрации дисперсной фазы, когда ее влияние проявляется только в увеличении вязкости. Технические дисперсные системы (окрасочные составы, жидкие полимеры, битумы и т.п.) являются структурированными жидкостями. Их вязкость уменьшается по мере разрушения структуры, и лишь вязкость предельно разрушенной структуры – постоянная величина. Таким образом, вязкость таких систем можно оценить с помощью показателя условной структурной вязкости, определяемой по стандартной методике и выражаемой в условных единицах. Условная вязкость таких материалов, например, жидких битумов, выражается временем (в секундах), в течение которого через отверстие определенного диаметра из сосуда вытекает определенный объем жидкости. Пластометры и другие приборы. Стандартные технические методы оценки пластично-вязких свойств пастообразных материалов можно разделить на следующие группы: - методы и приборы, основанные на проникании наконечника правильной геометрической формы в испытуемый материал – пестик и игла для цементного теста, конус для строительных растворов, пенетрометр для битумов, консистеметр для теплоизоляционных мастик; - методы определения осадки и расплыва массы, которой сначала придана правильная геометрическая форма (бетонная смесь, цементный раствор, гипсовое тесто); - методы и приборы для измерения времени, необходимого для того, чтобы испытуемая масса заняла определенный объем под действием вибрирования (технический вискозиметр). Бетонная смесь также характеризуется структурными показателями, такими как плотность и пористость. Плотность – отношение массы уплотненной бетонной смеси к ее объему. Плотность определяется в цилиндрическом сосуде емкостью 5 л – при наибольшей крупности заполнителя до 40 мм, - и 15 л, если этот показатель превышает 40 мм. Для ускоренного контроля плотности на производстве допускается проводить определения в формах, используемых для изготовления контрольных образцов бетона. Пористость бетонной смеси определяют расчетным или экспериментальным методами по ГОСТ 10181-2000. Предусмотрено определение объема вовлеченного воздуха и объема межзерновых пустот в бетонах на пористых заполнителях и в крупнопористых бетонах. Расслаиваемость бетонной смеси также является ее структурной характеристикой. Ее определяют по показателям растворо- и водоотделения. Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии, определяют сопоставлением содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размером 200×200×200 мм. Для этого после уплотнения бетонной смеси в течение времени равном 10Ж с, (Ж – жесткость смеси, с), а для подвижных смесей в течение 25 с, верхний слой смеси, высотой 10 см из формы отбирают. Затем смеси нижнего и верхнего слоев взвешивают и подвергают мокрому рассеву на ситах с отверстиями 5 мм. Фракцию более 5 мм отмывают, высушивают, взвешивают. Содержание растворной части в верхней и нижней части уплотненной бетонной смеси, %, рассчитывают по формуле. Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение определенного промежутка времени. Смесь в сосуде предварительно уплотняют по ГОСТ 10180-90. Уровень бетонной смеси должен быть на (10±5) мм ниже верхнего края сосуда. Сосуд накрывают стеклом (паронепроницаемым материалом) и оставляют в покое на 1,5 ч. Затем пипеткой отбирают отделившуюся воду, собирают в стакан и взвешивают. Водоотделение характеризуют, как отношение объема отделившейся воды к объему исходной бетонной смеси. Некоторые строительные материалы – растворные и бетонные смеси, мастики, краски и др. – представляют собой пастообразные массы различной густоты. Чтобы такие материалы плотно укладывались в форму (опалубку) или хорошо сцеплялись с поверхностью конструкции, не сползая (не стекая) с нее, они должны обладать определенными свойствами. Для оценки таких свойств используют реологические методы и приборы. Реология – наука о деформациях и текучести веществ. Объект реологии – жидкие и пластичные вещества. Жидкостями в реологии считаются вещества, которые под действием приложенной силы неограниченно деформируются, т.е. текут. Твердые тела (идеальные), напротив, под действием силы деформируются обратимо (упруго) и восстанавливают свою форму после окончания действия силы. Реальные материалы, в том числе бетонные и растворные смеси, мастики, краски, сочетают в себе свойства жидких и твердых тел. В зависимости от преобладания того или иного свойства говорят о вязкотекучих или пластично-вязких смесях. К основным реологическим характеристикам относятся: вязкость, предельное напряжение сдвига, тиксотропия. Вязкость η – внутреннее трение жидкости, препятствующее перемещению одного ее слоя относительно другого. Единица вязкости – Па·с. В строительстве большей частью применяют пластично-вязкие смеси. Если провести наблюдение за какой-либо смесью (строительным раствором, краской) под нагрузкой, можно заметить, что при малых нагрузках она ведет себя как твердое тело, проявляя упругие свойства; при увеличении нагрузки у нее появляются необратимые – пластические деформации. При дальнейшем увеличении нагрузки эта смесь начинает течь, как вязкие жидкости. Предельное напряжение сдвига – значение внутренних напряжений в пластично-вязком материале, при котором он начинает необратимо деформироваться (течь), т.е. превращаться в вязкую жидкость. Этот показатель у строительных смесей также называют структурной прочностью. Тиксотропия. Многие пластично-вязкие смеси при повторяющихся (динамических) воздействиях могут обратимо терять структурную прочность, временно превращаясь в вязкую жидкость. Это свойство, называемое тиксотропией, характерно для смесей на основе минеральных вяжущих (бетонных и растворных смесей), красок и мастик. Физическая основа тиксотропии – разрушение структурных связей внутри пластично-вязкого материала. Явление тиксотропии используется при виброуплотнении бетонных смесей и при нанесении мастичных и окрасочных составов шпателем или кистью. В строительных лабораториях в качестве реологических приборов используют технические реометры, позволяющие оценить реологические свойства смесей применительно к условиям их использования в строительстве. В этом случае определяют не конкретные реологические характеристики (вязкость, предельное напряжение сдвига и т.п.), а обобщенные показатели: условную вязкость, консистенцию вяжущего теста, удобоукладываемость растворной или бетонной смеси и т.п. При этом кроме числового значения характеристики обязательно указывают тип прибора и метод определения. Жидкие тиксотропные составы – клеи, краски, мастики оценивают по условной вязкости с помощью технических вискозиметров типа ВЗ, представляющих собой воронкообразные сосуды определенного объема с калиброванным отверстием. В этом случае за условную вязкость принимают время истечения (в секундах) определенного количества жидкости. Чем выше вязкость жидкости, тем больше время ее истечения. Густые тиксотропные составы испытывают шариковыми вискозиметрами. При этом за условную вязкость принимают время (в секундах) прохождения стального шарика между двумя метками вертикально установленной трубки, заполненной испытуемым материалом. При падении шарика материал продавливается в зазор между стенками трубки и шариком. Чем выше вязкость материала, тем большее сопротивление испытывает шарик и тем больше время его опускания. Составы средней густоты оценивают на вискозиметрах со свободно падающим шариком. Вязкие составы испытывают на вискозиметрах, в которых на шарик с помощью тонкой стальной штанги передается определенное фиксируемое усилие. Реологические свойства теста на основе вяжущих веществ оценивают в соответствии с методами его укладки в дело. Так, изделия из гипсового теста обычно формуют литьем, поэтому консистенцию гипсового теста оценивают стандартным вискозиметром Суттарда. Для этого испытуемое тесто помещают в металлический цилиндр без дна, установленный на стекло. Когда цилиндр поднимают, тесто растекается под действием силы тяжести. Консистенцию теста определяют по диаметру образовавшейся лепешки (мм). Материалы на основе цементного теста формуют с применением механических воздействий. Поэтому консистенцию цементного теста оценивают, погружая в тесто тяжелый стержень с определенными сечением и массой. Глубина его погружения в тесто служит показателем консистенции последнего. У пластичных бетонных и растворных смесей находят реолого-технологический показатель – удобоукладываемость, который оценивается показателем подвижности, т.е. деформацией смеси под заданной нагрузкой или под действием их силы тяжести. В растворных смесях деформирование осуществляется погружающимся в смесь конусом с определенными формой и массой; в бетонных смесях оценивается деформация самой бетонной смеси, отформованной в виде усеченного конуса в специальной форме, под действием силы тяжести. Этот показатель, называемый осадкой конуса, выражают в сантиметрах. Жесткие бетонные и растворные смеси, не обнаруживающие деформаций при таких незначительных нагрузках, обычно на строительстве укладывают с помощью виброинструмента, используя их тиксотропные свойства. Поэтому удобоукладываемость таких смесей оценивают по показателю жесткости на приборах, моделирующих виброуплотнение смесей. Жесткие растворные смеси (мелкозернистые бетоны) испытывают на встряхивающем столике, определяя жесткость по расплыву конуса из растворной смеси, а бетонные смеси – в специальном приборе (ГОСТ 10181–2000), устанавливаемом на виброплощадку. Оценку жесткости бетонной смеси проводят по времени вибрирования в секундах до заполнения бетонной смесью формы и выделения на ее поверхности цементного молока. |
Похожие:
 |
Лабораторная работа 1 4 лабораторная работа 2 13 лабораторная работа... Интернете разнообразную информацию – описательную, графическую, картографическую и пр. При разработке сайтов необходимо уметь работать... |
 |
Лабораторная работа №9 59 Лабораторная работа №10 72 Лабораторная... Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по мдк. 03. 01. «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов»... |
|
Лабораторная работа Испытание компрессорной установки Печатается по решению редакционно-издательского совета Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления |
|
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Лабораторная работа 4, 5 Исследование регистров, счетчиков и дешифраторов Лабораторная работа 6, 7 Исследование генератора псевдослучайной... |
|
Лабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной... Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции |
|
Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка... |
|
Лабораторная работа №27 Лабораторная работа №28 Контрольные работы... Пм «Сборка монтаж (демонтаж) элементов судовых конструкций, корпусов, устройств и систем металлических судов» |
|
Лабораторная работа физического практикума, 11-й класс Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением... |
|
Лабораторная работа №7 Определение класса тяжести и напряженности труда производится по методу, используемому в «Руководстве по гигиенической оценке факторов... |
|
Лабораторная работа 2 12 лабораторная работа 3 17 лабораторная работа... «Проектирование систем реального времени» для студентов специальности 09. 05. 01 «Применение и эксплуатация автоматизированных систем... |
|
Лабораторная работа № Исследование технологии Frame Relay в сетях передачи данных Лабораторные работы предназначены для проведения занятий в компьютерных классах при изучении дисциплин “Сети связи”, “Мультисервисные... |
|
Лабораторная работа «Построение контуров изображения с использованием... Ивших на уроках математики понятие о математических кривых и графиках функций. Данная лабораторная работа может быть использована... |
|
Практическая работа Содержание Лабораторная работа: Оценка программно-аппаратных средств при переходе на Windows Vista 3 |
|
Лабораторная работа №2. Расчет матрицы a инерционных коэффициентов... Лабораторная работа №3. Расчет матриц Якоби (С7, D7j) исполнительного механизма космического манипуляционного робота 9 |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |