Зертханалық жұмыстар "Құрылыс материалдары пәнінен зертханалық жұмыстар"

Қызылорда облысының білім басқармасы

«Жас өркен» колледжі

                                                                                             «Бекітемін»

                                                                          директордың оқу ісі

жөніндегі орынбасары

                                                                                                          _________ Д.К.Тоқтамысова 

«____» ______2016 ж.

ҚҰРЫЛЫС МАТЕРИАЛДАРЫНЫҢ САПАСЫН ЗЕРТТЕУ

ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУ

«Материалтану» пәні бойынша күндізгі және сырттай оқу формасы бойынша оқушыларға арналған зертханалық жұмыстар. 

Құрастырған:   Құрылыс материалдары зертханасының меңгерушісі  –          

                                             Сарсенбаев Бахыт Абаевич

«Техникалық» пәндер бірлестігінің отырысында қаралып мақұлданды.

Хаттама  №____   « ____ » __________  2016 жыл.

Пәндер бірлестігінің төрағасы __________

Әдістемелік кеңес отырысында қаралды және бекітілді.

Хаттама  №____   « ____ » __________  2016 жыл.

Колледж әдіскері ____________

Қызылорда,   2016

                       Құрастырушы: Сарсенбаев Бахыт Абаевич -

Құрылыс  материалдары зертханасының меңгерушісі

 

      Құрал ҚР стандарттарының талаптарына сәйкес құрастырылған және әр түрлі материалдардың қасиеттері мен шикізаттарды зерттеумен байланысты зертханалық жұмыстар циклін біріктіреді. Шикі кұрамдастар (балшық, цемент, құм) мен табиғи және жасанды материалдарға (тас, бетон) арналған физика-механикалық қасиеттерді анықтаудың негізгі стандартты  әдістері көрсетілген.

Керамика, ағаш, ауыр бетонның құрылымы, құрамын мен қасиеттері толық жазылған.

«Материалтану» пәндері бойынша күндізгі және сырттай оқу формасы бойынша оқитын оқушылардың жалпы теориялық білімін толықтыруға және тәжірибелік дағдыларын алуға арналған құрал болып табылады.

Қызылорда:  Жас өркен колледжі,  2016 ж. -  71 бет.

«Техникалық» пәндер бірлестігінің отырысында қаралып мақұлданды.

Хаттама  №____   « ____ » __________  2016 жыл.

Пәндер бірлестігінің төрағасы __________

Әдістемелік кеңес отырысында қаралды және бекітілді.

Хаттама  №____   « ____ » __________  2016 жыл.

Колледж әдіскері ____________

Мазмұны

        Кіріспе........................................................................................................................5

        Жалпы жағдайлар.....................................................................................................6

    1. Құрылыс материалдардың сапасын зерттеудің әдістемелік негіздері.................9

    1.1 Құрылыс материалдардың негізгі түсініктері......................................................9

    1.2 Қасиеттерді өлшеудің метрологиялық негіздері.................................................10

    2. Зертханалық жұмыстар............................................................................................13

№1- Зертханалық жұмыс.

    2.1.1. Құрылыс материалдардың физикалық қасиеттерін зерттеу..........................13

-           Тығыздық пен кеуектік;

-           Нақты тығыздықты анықтау;

-           Материалдың орташа тығыздығын анықтау;

-           Мысалдар.

                                          №2- Зертханалық жұмыс.

    2.2.1. Су сіңіргіштікті және беріктілікті анықтау......................................................18

      -      Су сіңіртігін анықтаумен суыққа төзімділігін зерттеу;

-           Қысу кезіндегі материалдың беріктік шегін және суға төзімділігін

  анықтау;

-           Меншікті беріктілікті есептеу;

-           Мысалдар.

                                          №3- Зертханалық жұмыс.

    2.3.1. Сусымалы материалдардың үйілген тығыздығын, кеуектілігін және 

             жылу өткізкізгіштігін анықтау.............................................................................25

-           Құмның тығыздалмаған күйіндегі борпылдақ тығыздығы;

-           Құмның тығыздалған күйіндегі борпылдақ тығыздығы;

                                           №4- Зертханалық жұмыс.

    2.4.1. Тау жыныстарын сыртқы пішіне қарап бағалау және петрографиялыұ    

              сипаттама  беру.....................................................................................................28

-           Жыныс құрайтын минералдың түрін анықтау;

-           Минералдың қаттылық шәкілі (Моос шкаласы);

-           Негізгі жыныстарды құрайтын минералдар;

-           Тау жыныстарының қасиеттерін оқып білу.

                                           №5- Зертханалық жұмыс.

    2.5.1. Керамикалық кірпіш.............................................................................................31

      -      Сыртқы көзбен байқап керамикалық кірпіш сапасын анықтау;

      -      Кірпіштің су сіңірун анықтау;

      -      Кірпіштің маркасын анықтау;

                                           №6- Зертханалық жұмыс.

     2.6.1. Органикалық емес(минералды) байланыстырғыш заттар...............................40

      -       Гипс қоспасының қалыпты қоюлығын анықтау;

      -       Гипс қамырының ұстасу мерзімін анықтау;

      -       Цемент қоспасының қоюлығын анықтау;

      -       Цемент қоспасының қату мерзімін анықтау;

      -       Цементтің маркасын анықтау.                                            

№7- Зертханалық жұмыс.

   2.7.1.  Құрылыс ерітінділері...........................................................................................46

      -    Құрылыс ерітіндісінің жылжымалығын анықтау;

      -    Құрылыс ерітіндісінің орташа тығыздығын анықтау;

      -    Құрылыс ерітіндісінің маркасын анықтау;

                                                          №8- Зертханалық жұмыс.

 2.8.1.   Ауыр бетонға арналған толтырушылардың сапасын анықтау........................49            

      -    Бетонның ұсақ толтырушысының дәнді құрамын анықтау;

      -    Бетонға арналған ірі толтырушы – қиыршық тастардың дәндік құрамын

           анықтау.

      №9- Зертханалық жұмыс.

   2.8.1. Бетондар..................................................................................................................67

      -    Сынақ илеуін дайындау және бетон қоспасының жылжымалығын анықтау;

      -    Бетон қоспасының қатаңдығын анықтау;

      -    Бетон маркасын анықтау.

3.  Әдебиеттердің библиографиялық тізімі......................................................................71

Кіріспе

         «Материалтану» пәнін ең бірінші инженерлік пәндер ретінде оқу құралының мақсаты – қажетті қасиеттерге ие құрылыс материалдарын алуды және материалтану негіздерін терең меңгерген, олардың жоғары пайдаланушылық қасиетін, экологиялық тазалығын, тиімділігін және көркемдігін қамтамасыз етудегі ролін жақсы білетін мамандарды дайындау.    

      Бұл оқу құралын оқу нәтижесінде мемлекеттік білім беру стандартына сәйкес оқушылардың:

      Негізгі құрылыс материалдары мен бұйымдары өндірісі саласының жетекші жағдайынан; өзінің тағайындалуын сәйкес құрылыс материалдары мен бұйымдары өндірісіндегі экологиялық қауіпсіздікті, отын-энергетикалық және басқа материалдық қорларды ескере отырып шикізаттық материалдарды тиімді пайдалану туралы түсініктері болуы керек;

      Құрылыс материалдарының түрлерін және олардың қаситеттерін; олардың құрылымдарының ерекшелітерін; шикізат қорларын; шикізатты өңдеу процестерінің ерекшеліктерін; әр түрлі құрылыс бұйымдарын өндіру технологиясын, олардың құнын және т.б.білуі керек;

       Құрылыс бұйымдары мен құрылымдарының ерекшеліктерін сауатты анықтай алу; жобалық шешімдерде нақты пайдалану жағдайы үшін материал таңдауды негіздей алу; материал сапасын қамтамасыз ете алу; констурциядағы  материалдың сенімділігі мен ұзақ мерзімділігін болжай алу; құрылыс материалдары мен бұйымдарын өндірудегі және пайдаланудағы экономикалық тиімділікті анықтай алу; өндірісті бақылай алу; құрылыс материалдары мен бұйымдарының қасиеттерін сандық  мәндермен бағалап және оларды анықтаудың әдістемелік принцптерін жақсы меңгеруі керек.

      Өнімнің сапасын зерттеу проблемалары қасиеттерін сынауды стандартизациялаумен қатар, өнімді қолдану сұрақтарымен тығыз байланысты.

         Технологияларды жетілдірудің қазіргі кезеңінде көрсетілген құрылыс материалдарының сапасын зерттеу үшін осы материалдарды сынауды түсіндіретін отандық стандарттармен ғана емес, сонымен қатар халықаралық дәрежесі бар стандарттармен қолдану қажет.      Тәжірибеде, материалдарды сынаумен қатар, маңызды мәселе – материалдар қасиетінің көрсеткіштерін өңдеу және түсіндіру болып табылады. Көрсеткіштер жүйесін оңтайландырудың әдістемелік аппаратын иелену аса маңызды. Ол үшін материалдарға қойылатын талаптарға (қасиеттеріне) кешенді қарастыру жүргізу, әрбір қасиетті анықтау тәсілінің физикалық мәнін түсіну қажет.

         Бұл әдістемелік нұсқау орта оқу орнының оқушыларына арналған, сонымен қатар құрылыс индустриясымен байланысты басқа да тұлғаларға арналған.

Практикумда 8 тематикалық бөлім бар. Бастапқы бөлімдері әр түрлі құрылыс материалдарының негізгі физика-механикалық қасиеттерін анықтау әдістеріне арналған, келесі бөлімі – табиғи материалдарға (тас), сонымен қатар конгломераттарды толтырушы бөліктің  құрамдастары (балшық, құм, қиыршық тас).

Барлық материалдар үшін қазіргі заманғы техникалық талаптар мен сынау әдістері, сынауға қажетті үлгілерді дайындау әдістемелері келітірледі.

Лабораториялық практикум жалпытеориялық білімді толықтыруға және «Материалтану» пәні бойынша тәжірибелік дағдыларын алуға бағытталған.

Практикумды пайдаланудан басқа, зертханалық жұмыстарға дайындық әдебиеттер, дәріс мұқтасарлары, анықтамалық және нормативі әдебиеттер бойынша жекелеген теориялық сұрақтарды зерттеуді қарастырады.

Жалпы жағдайлар

           Инновациялық сипатына байланысты материалтану  өнімдердің номенклатурасындағы, сынау әдістеріндегі, өндіріс технологиясындағы өзгерістер және т.б. әр түрлі сыныптау белгілерін қолданатын нақты бірыңғай жүйе шегінде тіркелуге тиісті сала болып табылады.

         Мысалы, материалдарды құрылымдарда жұмыс істеу жағдайларына немесе арналымына байланысты сыныптауға болады сонымен қатар кейбір жағдайларда – формасы мен сыртқы түріне, негізгі шикізат және қолдану саласына байланысты т.б.

Бірақ барлық жағдайда да бөлініп көрсетілген белгілер материалдың практикалық маңыздылығын көрсететін бағыттармен байланысты болады.

Құрылыс объектілері уақыт өте келе физикалық және моральды тозуға ұшырайды. Жалпы ғимараттың және оның конструктивті элементтері мен инженерлік жабдықтарының техникалық жағдайын бағалау көрсеткіші физикалық тозу болып табылады. Көп жылғы пайдалану барысында конструктивті элементтер мен инженерлік жабдықтар физикалық-механикалық және химиялық факторлардың әсерінен тұрақты түрде тозады; олардың механикалық және пайдалану сапасы төмендеп, әр түрлі ақаулар пайда болады.

Моральды тозу материалдың қасиеттерін зерттеу сәтінде жетілдірілген нормативті талаптарға сәйкес еместігін көрсетеді.

Бұл зерттеу көрсеткіштерінің өзгеру факторларын материалды таңдауда міндетті түрде ескеру қажет. Ал бұл дегеніміз құрылыс бұйымдары мен құрылымдар өндірісінің бастапқы құнының төмендеуіне алып келеді.

«Материалтану» пәнін түсіндірудің оқу мақсаттары үшін болашақ құрылысшыларға мамандар осы жұмыста қарастырылатын физикалық және механикалық қасиеттерін оқытуда – материалдың сапасын анықтайтын негізгі қасиеттерін бөліп көрсетеді.

Бірінші топқа параметрлер жағдайы, құрылымдық сипаттамалары, гидрофизикалық және жылу физикалық сипаттамалары кіреді.

Екінші топқа (механикалық сипаттамалары) қаттылық немесе деформациялық сипаттамалары, сонымен қатар құрылыс материалдарының  үйкелу және тозу, беріктік көрсеткіштері.

    Бұл әдістемелік нұсқаудың мақсаты болашақ құрылыс бұйымдары мен құрылымдар өндірісін жұргізетін мамандарды ғимараттар мен үймәреттер құрылғыларының техникалық жағдайын зерттеуді үйретуге арналған:

-         сыртқы көру негізінде, ғимараттар мен құрылғылардың сыртқы түрі бойынша;

-         нормативті құжаттармен немесе жобамен бекітілген белгілердің көрсеткіштерімен бағаланатын белгілердің нақты мәндерін салыстыруға;

-         құрылыс құрылымдарының нормалары бойынша сипаттмаларын және беріктікті, деформациялануды сипаттайтын параметрлерін білу.

   Зертханалық жұмыс техникасын меңгеру үшін математиканың, химияның, физиканың және олармен сабақтас ғылымдардың теориялық негіздерін жақсы білу қажет.

Зертханада зерттеу жұмыстарын істеу барысында келесідей ережелерді сақтау қажет:

1.     Жүмысты дұрыстап құру қажет;

2.     Тәжірибенің нәтижелерін дұрыс болу үшін жұмысты нақты және ықтиярлықпен орындау қажет;

3.     Улағыш және тез өртенгіш заттармен жұмыс істеу барысында, сонымен қатар қандай да бір әр түрлі құралдар және аппараттармен жұмыс істегенде қауіпсіздік ережелерін сақтау қажет.

        Зертханалық жұмыстар «Материалтану» сияқты техникалық білімдердің теориялық білімдерін негізге ала отырып, жұмыстың мәнін түсіну үшін, сонымен қатар жасалған жұмыстың нітижелерін талдау және тиянақты техникалық рәсімдеуде негізге ала отырып жасау.

Зертханалық жұмысқа қауіпсіздік ережелері бойынша нұсқаудан өткен және оқытушының бақылау сұрақтарына жауап берген оқушылар жіберіледі.

Жасалған жұмыс туралы есеп негізгі теориялық мағлұматтарды, құралдар мен жабдықтар сызбалары мен сипаттамасын, есептеу флормулаларын, кесте немесе график түріндегі сынақтың нәтижелерін, сонымен қатар қорытынды мен ұсыныстарды кірістіру қажет.

Рәсімделген зертханалық жұмыстарды оқушылар оқытушыға тапсырады, оқытушы жұмыс журналын толық қарастырып, жасалған жұмыстар бойынша бақылау сұрақтарын қояды.

Оқытушы қол қойған зертханалық жұмыстардың журналы оқушылар ағымдағы және қорытынды бақылауларының және білімін бағалаудың негізі болып табылады.

1 Құрылыс материалдарының сапасын зерттеудің әдістемелік негіздері.

 1.1  Құрылыс материалтануының негізгі түсініктері.

Оқу құралы 1412000 «Құрылыс бұйымдары мен құрылымдар өндірісі» мамандығы бойынша «Материалтану» пәнінің жұмыс бағдарламасына сәйкес құрастырылған.

Онда белсенді оқу түрінің барлық элементтері бар, оқушылардың шығармашылық және өзіндік жұмыс дағдыларының дамуына, курстың көрсетілген бөлімдері бойынша теориялық білімді толықтыруға мүмкіндік береді.

Оқу құралында зертханалық жұмысты орындау тәртібіне көп көңіл бөлінген. Оқушылар қазіргі заманғы конструкциялық материалдар мен өнімдердің номенклатурасымен танысып, олардың құрылымы мен құрам көрсеткіштерінің және материал жағдайының эксплуатациялық қасиеттерге әсері туралы мағлұмат алады, осы параметрлердің эксперименталды анықтамаларын және материалдардың негізгі физика-механикалық қасиеттері туралы дағдыларды иеленеді.

Материалтану – материал қасиеттерінің құрамымен құрылымымын және заңды жағдайымен байланыстарын қарастыратын ғылыми білімнің саласы. Қасиеттердің пайда болу механизмін, олардың пайдалану ортамен арақатынасы, қолданылатын материалдардың сапасын анықтауға және олардың пайдалану ұзақтығын, әр бір материалдың қызмет ету мерзімін анықтауға мүмкіндік береді.

Технология – шикізаттардан (оларға  қандай да бір әсер ету арқылы) белгіленген қасиетттері бар материалдарды алу шеберлігін оқыту саласы болып табылады.   Тәжірибеде технология дегеніміз - нәтижесінде дайын өнім пайда болатын бірқатар операцияларды орындау процестері.

Материал деп - қандай да бір физикалық денеден тұратын затты айтамыз.

Зат ретінде (шексіз субстанция) материал массасымен де, көлемімен де сипаттала алмайды. Ал материалға кеңістіктілік шектеулер қойылғанда массасы мен көлемі бар өнім пайда болады. Бірнеше материалдан тұратын күрделі конфигурациялы өнім құрылым (конструкция) деп аталады.

Құрылыс материалдары - дегеніміз ғимараттар мен салымдарды салуға пайдаланылатын өнімдер мен құрылымдардан тұратын материалдарды айтамыз. Ғимараттар мен салымдардағы өнімдер мен конструкциялар келесі функцияларды атқарады: пайдалы әсер салмақты ұстайды, атмосфералық әсерлерден (суық, ыстық, жаңбыр), сыртқы зиян әсерлерден қорғайды (шаң, зиянды заттар). Өнімдер мен конструкциялар осы функцияларды тиімді және сапалы орындау үшін олар сәйкес қасиеттерді иеленетін материалдардан жасалуы қажет.

       Материалдың қасиеті – материалдың жалпы немесе жекелеген сыртқы немесе ішкі әсерлерге төтеп беру қасиеті. Әсерлер - физикалық (жылу, ылғал, радиация, жарық және т.б.), механикалық (күш түсіру), химиялық (жаңбыр, газдар, сілтілер, қышқылдар), биологиялық (микроорганизмдер, биоқышқылдар) және т.б. Осыған байланысты матералдың физикалық, механикалық, химиялық, биологиялық және басқа да қасиеттерін жекелеп бөліп көрсетуге болады.

     Пайдалану қасиеттерге жататын бұл қасиеттерден басқа, жасау кезінде және әрі қарай өңдеу кезінде көрініс табатын материалдың технологиялық қасиеттері де маңызды.

 

1.2 Қасиеттердің өлшеудің метрологиялық негіздері

Ғылымның, техниканың және халық шаруашылығының басқа салаларындағы сияқты материалтану курсындағы барлық зертханалық және тәжірибелік жұмыстар  1963 жылдың 1 қаңтарынан қабылданған Халықаралық бірліктер жүйесіне сәйкес жүргізіледі.

Көптеген қасиеттер сынаулар мен өлшеулер негізінде анықталып, физикалық өлшеммен сандық мәнде көрсетілуі мүмкін. Бұл өлшемдерді қасиеттердің көрсеткіштері деп атайды, себебі олар қасиеттерді нақты сандық өлшемде сипаттайды. Физикалық өлшемдердің барлық бірліктері жүйелік (қандай да бір бірліктер жүйесіне кіретін) және жүйелік емес болып келеді.

Физикалық өлшемдердің бірліктер жүйесі – физикалық өлшемдердің негізгі және туынды бірліктерінің жиынтығы, ол 1960 жылы өлшем мен салмақ бойынша ХI Бас конференциясында Халықаралық бірліктер жүйесі СИ немес ИЖ (ИЖ- Интернационалды Жүйе) күйінде қабылданған.

    Бұл жүйенің басқа жүйелерден артықшылығы – оның әмбебаптығы, яғни бірліктердің сәйкестендірілуі, түрлі саладағы сан алуан түрлі өлшемдерді халықаралық деңгейліктегі арақатынастықтар мен байланыстарды жеңілдету, ұштастыру.

«Материалтану» бойынша зертханалық жұмыстарда қолданылатын СИ бірліктер жүйесінде қабылданған негізгі және туынды көрсеткіштер          1-кесте  көрсетілген.

СИ жүйесінің негізгі физикалық өлшемдері

1-кесте

Өлшемнің атауы	Әріптік белгіленуі	СГС өлшем бірлігі	СИ жүйесіндегі өлшем бірлігі		СИ бірлігімен атауы
			Атауы	Қысқартылған атауы
Негізгі бірліктері
Ұзындығы	L (l)	см	метр	м	1 см = 0,01 м
Масса	M (m)	г	килограм	кг	1 г = 0,001 кг
Уақыт	T (t)	с	секунд	с	-
Температура	T (t)	0С	температура	К	1 К = 10С+273
Қысым	Р	м-1 кг.с-2		Пф	-
Туынды бірліктері
Ауданы	A	см2	Шаршы метр	м2	1 см2 = 10-4 м2
Көлемі	V	см3	Текше  метр	м3	1 см3 =  10-6 м3
Тығыздығы (шынайы)	r	г/см3	Килограмның текше метрге қатынасы	Кг/м3	1г/см3=103кг/м3
Орташа тығыздығы	r0	г/см3	Килограмның текше метрге қатынасы	Кг/м3	1г/см3=103кг/м3
Үйілген тығыздық	rH	г/см3	Килограмның текше метрге қатынасы	Кг/м3	1г/см3=103кг/м3
Күш (салмақ)	P	кгс	Ньютон	Н	1 кгс=9,8Н
Беріктік (Кедергі)	R	кгс/см2	Ньютонның шаршы метрге  қатынасы	Н/м2	1кгс/см2=9,8×10 4  Н/м2=9,8×104 Па
Қалыпты механикалық кернеу	d	кгс/см2	паскаль	Па	1 кгс/см2 = 0,098 мПа = 0,1 мПа
Жұмыс, энергия	W	кал	джоуль	Дж	1 кгс×м =9,81Дж
Жылу саны	Е	кал	джоуль	Дж	1 кал = 4,19 Дж
Жылу ағынының тығыздығы	¡	кал/ см2×с	Ваттың шаршы метрге қатынасы	Вт/м2	1кал/см2×с = 4,19×104 Вт/м2

Деформациялық-беріктік қасиеттерде кернеуді сипаттау үшін кг/см² бірлігімен қатар, келесі өлшем бірлігі қолданылады:

                         ньютон / шаршы метр (Н/м²).  

Кг/см²   -ді   Н/м² -ге айналдыру үшін: кг/см²   9,81 -10⁴-ке көбейту қажет. 

 Мысалы, сынаудың нәтижелеріне сәйкес үлгінің беріктігі  R=50 кг/см² тең, яғни ол:        R = 9,81×10⁴×50 = 490,5×10⁴ Н/м²                                             ( 1)

Кернеулер үшін Н/м²  өлшемі әрқашанда ыңғайлы болмағандықтан, кг/см² өлшем бірлігі жиі қолданылады, бірақ  бұл өлшемнің мәні килограмм-күш екендігін ұмытпаған жөн,  сондықтан  кг/см²   көп жағдайда кгк/см² формасында жазады.

СИ жүйесін енгізгеннен кейін жылуөткізгіштік коэффициентінің өлшемі және үлестік жылу сыйымдылығының өлшемі өзгерді.

§     Жылуөткізгіштік коэффициенті үшін   өлшемінен   өлшеміне ауысу 1,163 мәніне көбейту арқылы жүргізіледі;

§     Үлестік жылу сыйымдылық үшін     өлшемінен    өлшеміне ауысу үшін 4,186 × 10³  -ге тең мәнге көбейту арқылы жүргізіледі.

         Метрлік бірліктер жүйесінде еселік және үлестік бірліктердің атауы – онның теріс және оң дәрежелеріне сәйкес келетін ондық қосымшаларды қосу арқылы қалыптасады (2-кесте).

Еселік және үлестік  бірліктердің атауы

                                                                                                                                2-кесте         

Қыстырма-лары	Мәні	Қысқаша атауы		Қыстырма-лары	Мәні	Қысқаша атауы
		Орысша	Латынша			Орысша	Латынша
Тера	1012	Т	T	Деци	10-1	Д	D
Гига	109	Г	G	Санти	10-2	C	C
Мега	106	М	M	Милли	10-3	M	M
Кило	103	К	K	Микро	10-6	Mk	m
Гектор	102	Г	H	Нано	10-9	H	h
Дека	10	дк	da	Пико	10-12	П	r
				Темпо	10-15	Т	f
				Атто	10-18	a	a

№1. ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Құрылыс материалдардың физикалық қасиеттерін зерттеу.

Тығыздық пен кеуектік.

Тапсырма: Тас күйіндегі құрылыс материалдарының көптеген түрлері кеуекті болып келеді. Сол кеуектердің ішінде ауа сақталып тұрады. Сондықтан да, осындай материалдардың абсолютті тығыздығын анықтау үшін, олардың кеуектігінен арылту қажет. Ол үшін материалды ұсақтап ұнтақтайды. Ұнтақталған материалды елеуіштен өткізеді де, бірқалыпты 105^оС температурада кептіргіш шкафта, тұрақты салмаққа жеткенше кептіреді.

Мақсаты: Дұрыс  және дұрыс емес геометриалық пішіндердің нақты және орташа тығыздығын анықтау әдістерінің мәнісімен танысып түсіну, кеуектікпен тығыздық коэффициентін есептеп үйрену.

Нақты тығыздықты анықтау

Нақты тығыздық дегеніміз – материалдың абсолютті тығыз күйіндегі салмағының (кеуекті есептемегенде) көлем бірлігіне қатынасы. Өлшем бірлігі: г/см³, кг/м³

ρ =,(г/см)³ 

мұндағы: материалдың салмағы (г);                    

 V-материалдың көлемі (см³)

Аспаптар: колба - пикнометр (ЛеШателье Кандло колбасы), аналитикалық таразы, шыны таяқша, шыны (фарфорлы) стакан

Инертті сұйық: су

Сұйықтың температурасы: 20ºС

Материалдар: кептірілген және шар диірменде не келіде ұсақталған құрылыс материалы.

Ұнтақ массасы: өлшенеді

Ығысып шыққан сұйықтың көлемі: 20 см³

Ұнтақ қалдығының массасы: өлшенеді

Жұмыс барысы: Стаканға 100 г үлгіні майда өлшемде ұнтақталған кірпіш ұнтағын аналитикалық таразыда 0,05 г (m₁) дейін дәлдікпен өлшейді.

Пикнометрге (1-сурет) суды кеңірдегінің кеңейтілген жерінің төменгі белгісіне (риски) дейін толтырылады . Кеңірдек аузын шүберекпен немесе фильтрлі қағазымен құрғатып сұртіледі. Сонан соң стаканнан өлшенген ұнтақты шыны таяқшамен ақырын төгіп шашпай, су деңгейі колбаның кеңейтілген жерінің жоғарғы белгісіне (риски) дейін көтерілгенше толтырылады. Толтырылған ұнтақ  көлемі V_п, деңгейдің төменгі және жоғарғы бөлігіне дейінгі шама. Ол көлем 20 см³-ке тең. Стаканда қалған ұнтақ бөлек өлшенеді.

1-сурет. Колба - пикнометр (Ле - Шателье Кандло колбасы)

Шын мәніндегі тығыздықты 0,01 г/см³ дейін дәлдікпен орташа арифметикалық мағынасы ретінде мына формула бойынша анықтайды

                               ∆m = m₁- m₂.                                                   

Нақты тығыздық келесі формуламен анықтайды:

ρ=. 

мұндағы   ρ- материалдың шын тығыздығы, г/см³;

m₁ - сынаққа дейінгі материал массасы, г; кг;

   m₂ – сынақтан кейінгі материал массасы, г; кг;

V_п - қысып шығарылған сұйықтың көлеміне тең материалдың абсолюттік көлемі, см³; м³.

    Шын мәніндегі тығыздықты екі рет анықтаудың нәтижелері арасындағы айырмашылық  0,02 г/см³ аспауы керек. Үлкен айырмашылық болған жағдайларда үшінші анықтау жүргізіледі және екі ең жақын міндерінің орташа арифметикалық мәні қабылданады.

Мысал:

Үнтақ массасы: 108,8 г

Қысып шығарылған сұйықтың көлеміне тең материалдың абсолюттік көлемі V_п: 20 см³

Үнтақ қалдығының массасы m₂: 55,3 г

Толтырылған ұнтақтың массасы: 53,5 г.                                                           Шын мәніндегі тығыздық ρ= = = 2,68г/см³ немесе 2680 кг/м³

Материалдардың  орташа  тығыздығын  анықтау

Әдістеме: дұрыс пішінді үлгілердің (ағаш, пенопласт және керамикалық кірпіш) және дұрыс емес пішінді үлгілердің (болат, гранит) гидростатикалық өлшеу әдісі арқылы массасымен өлшемдерін анықтау.

Материалдар мен құрал-жабдықтар: кептіру шкафы, техникалық және гидростатикалық таразы, металдан жасалған сызғыш, штангенциркуль, сумен қанықтыруға және үлгілерді қайнатуға арналғаныдыстар, парафин.

   Орташа тығыздық дегеніміз – заттың табиғи күйіндегі салмағының көлем бірлігіне қатынасы.

   Өлшем бірлігі: г/см³, кг/м³.

ρ =,  мұндағы: материалдың салмағы (г);                                                 V₁ -материалдың көлемі (см³)

Жұмыс барысы: а) дұрыс пішінді үлгілердің орташа тығыздығын анықтау. Үлгілердің (ағаш, пенопласт, керамикалық кірпіш) пішіндері куб, параллелепипедтерді сызғышпен өлшемдерін 1 миллиметр дейінгі дәлдікпен, цилиндрлерді штангенциркульмен 0,2 мм дәлдікпен ұзындығын, биіктігін, диаметрін өлшейді, сонан соң техникалық таразыда салмағын табады.

Үлгі куб немесе параллелепид күйінде болса, көлем

V_таб = а_орт·b_орт·h_орт,  (см³)

мұндағы а_орт;b_орт;h_орт - өлшемдердің шамасы (см).

Цилиндр пішіндегі үлгі көлемі: V_таб =

мұндағы: d-цилиндрдің диаметрі (см); h-цилиндрдің биіктігі (см).

    Сонан соң керамикалық кірпіштің массасын 5 г дәлдікпен, ал ағаш пен пенопласты 0,1 г дәлдікпен массаларын анықтайды  Орташа тығыздығын

ρ =, (г/см³)   мұндағы: материалдың салмағы (г);                                   V-материалдың көлемі (см³)

 анықтап 1000 көбейтіп кг/м³ -ке айналдырып оқушының жеке зертханалық журналының кестесіне толтырылады.

б) дұрыс емес пішінді ұлгірердің орташа тығыздығын анықтау.

Мұндай пішінді үлгірердің көлемін анықтау қиындыққа соғады, себебі геометриалық өлшемін анықтау мүмкін емес. Сол себебті көлемін анықтау үшін Архимед заңына сүйене отрып, яғни заттың көлемі ыдыстан суды ығыстырып шығарылған көлеміне тең қасиеті. Қолемді анықтау үшін гидростатикалық өлшеу әдісін қолдану қажет.

Жұмыс барысы: құрғақ үлгіні техникалық тарыза өлшеп алу керек. Сонан соң еріп тұрған парафинге салып алып, екінші рет өлшеп алу керек. Тәжірибенің барысында үлгі ұшінші рет гидростатикалық таразыда өлшенеді (2-сурет)

2 – сурет. Гидростатикалық таразы;

1 - П-нұсқа төсеніші;  2- материал нұсқасы;  3 – стакан сумен.

Орташа тығыздықты ρ_о келтірілген формула арқылы есептейді:

ρ₀ =,

мұндағы: - құрғақ үлгінің салмағы (г);  - парафинмен қапталған үлгінің салмағы (г); - суда өлшенген үлгінің салмағы (г); п- парафиннің тығыздығы-0,938 (г/см³).

Материалдың кеуектігі (%) төменгі формуламен анықтайды:

К=(1- )х100.

     Қорытынды натиежелерін оқушы өзінің жеке зертханалық журналының       1-кестесіне толтырады.

Мысал:

 Структуралық материалдардың анықталған қасиеттері

                                                                                                           1-кесте

Көрсеткіштер, өлшемі	Нұсқалар пішіні
	дұрыс			дұрыс емес
	Ағаш	Пенопласт	Кірпіш керам.	Болат	Гранит
Нұсқа массасы m, г	49,3	15,6	3300	94,5	63,5
Өлшемі, см: ұзындығы                      ені                      биіктігі	4,5	14,6	24,8	-	-
	4,5	9,2	12	-	-
	4,7	5,1	5,7	-	-
Көлемі, Vтабиғи, см³	95,18	658,03	1696,32	-	-
Су ішіндегі өлшеудегі кірдің массасы m1, г	-	-	-	82,16	40,1
Ығысқан судың массасы          mсу= m - m1, г	-	-	-	12,34	23,4
Судың көлемі (үлгінің)                Vе = mсу/ρсу, см³	-	-	-	12,34	23,4
Орташа тығыздық ρорт, г/см³	0,517	0,02	19,5	7,658	2,71
Дәл солай, кг/м³	517	20	1950	7658	2710

Есептік формула:        ρ_m =

Мысал:

Кеуектікпен тығыздық коэф. натиежесі

Материал	Кеуектік, %	Тығыздық коэф, %
Болат	0	100
Гранит	3	97
Керамикалық қыш.	26,5	73,5
Ағаш	67	33
Пенопласт	98	2

                                                                                                  2. Кесте.

          К_{кеуектік} =  ·100 = (1 - ) ·100%; Т_{тығыздық} = ·100%

№2 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Су сіңіргіштікті және беріктілікті анықтау.

Тапсырма: Материалдардың сусіңіргіштігін және суыққа төзімділігін анықтау. Меншікті беріктілігін есептеу.

Мақсаты: Материалдың сусіңіргіштігін есептеуді, алынған мәліметтер бойынша суыққа төзімділігін бағалау, эксперименттік әдіспен шекті сығылу беріктілігін есептеуді үйрену және жұмсақтық коэффициентімен суға беріктілігін анықтау.

Су сіңіргіштігін анықтау мен суыққа төзімділігін бағалау

Әдістеме: үлгінің тұрақты массасына дейінгі этаптық суға қанықтыруы.

Аспаптар: таразы, секундомер, фарфор кесесі т.б..

Материал: керамикалық кірпіш.

Құрғақ үлгінің массасы m_құр: өлшенеді.

Жұмыс барысы: Су сіңіргіштікті керамикалық кірпішке есептейді. Ол үшін суға сіңірілген үлгінің массасын, құрғақ кептірілген үлгінің массасын және №1 зертханалық жұмыстың мәліметтері қолданылады.

Сумен қанығу дегеніміз – жоғарғы қысымның немесе вакуумның көмегімен тау жынысының сулы ортада өзіне суды сіңіру қабілеті.

Су сіңіру дегеніміз – материалдың сумен тікелей қатынасы кезінде өзінің қуыстарында суды сіңіру және ұстап тұру қабілеті.

Құрғақ кептірілген үлгіні зертханалық таразыда өлшеп массасын анықтайды. Сонан соң фарфор табақшасына салып үлгінің биіктігінің торттен біріне дейін суды құйып 2 минут суға сіңіртіп табақшадан алып кептіріп таразыда өлшейді де массасының ұлғайюын анықтайды ∆m:

∆m = m_i- m_құр,

Мұндағы: m_i– үлгінің суға қаныққандағы салмағы (г);

             m_құр– үлгінің кептіргеннен кейінгі салмағы (г).

Және тағы сол үлгіні табақшаға салып суды үлгі биіктігінің жартысына дейін құйып 2 минут суға сіңіріп, табақшадан алып кептіріп массасының ұлғайюын анықтайды ∆m.. Дәл солай әр 2 минут төрттің үшіне дейін одан кейін толық суға батырып суға сіңіртіп табақшадан алып кептіріп үлгінің ұлғайюын анықтайды.  Ең ақырында үлгінің суға қаныққан массасын өлшейді m_i

1-сурет. Үлгінің бірте бірте суға сіңдіру әдісінің наубайы:

а) суға 1/4 дейін енгізіп су сіңдіруі; б) дәл солай биіктігінен1/2дейінгі;

 в) дәл солай 3/4 биіктігіне дейінгі;

г) дәл солай үлгінің  толық суға салынып сіңірлуі.

Алынған мәліметтер бойынша суға сіңірілген массасын W_m , суға сіңірілген көлемін W_о, (2.1.1) және (2.1.2) формулаларымен анықтаймыз.

Есептелген мәліметтердің қорытындылары бойынша үлгінің суыққа төзімділігімен  материалдың тиімді пайдалану орынын бағалауға болады.

Ол үшін (2.1.3) формуласымен кеуектің суға қаныққан коэффициентін есептейміз де соның мәніне қарай үлгінің суыққа төзімділігін бағалаймыз.

Барлық есептердің қортындысы оқушының зертханалық журналының кестесіне толтырылады ( мысалдың 1- ші кестесін қара) және 2-ші суретте көрсетілгендей массаның ұлғайюы уақытқа қарай үлгінің суға қанығуына байланысты кестесін салады.

Мысал:

Құрғақ үлгінің массасы m_құр: 12,5 г

Зерттелген нәтижелері

                                                                                                         1-кесте.

Көрсеткіштер, өлшемдіктері	Үлгігінің суға батыру деңгейінің қатынасты биіктігі
	1/4	1/2	3/4	1
Сіңіру уақыты t, мин	2	2	2	2
Үлгінің массасы mi , г	13,2	13,5	13,8	13,9
Массаның ұлғайюы ∆m = mi- mқұр, г	0,7	1,0	1,3	1,4
Суға сіңірілген массасы Wm, %	-	-	-	11,2
Суға сіңірілген көлемі Wо, %	-	-	-	21,5
Кеуектің суға қанығу коэф, Кн	-	-	-	0,78

Формулалар:                     W_m = ·100; (2.1.1)

W_о = = ·100 =W_m ·100, (2.1.2)

 мұндағы ρ_m–үлгінің орташа тығыздығы, г/см³;  

                ρ_H2O- судың тығыздығы =1 г/см³; К_н = ;

2 –сурет.  Массаның ұлғайюы уақытқа қарай үлгінің суға қанығуына байланысты кестесі.

Суыққа төзімділікпен суға қанығу коэф. арасындағы байланысқа қарай:

                               Суға қанығу коэффициенті К_н:

Суыққа төзімділік дегеніміз – суға қаныққан күйдегі тау жынысының көп қайтара мұздату мен еріту процесі әсерінен қирамауы және беріктілігін жоймау қабілеті.

Егер К_н ≤ 0,6  болғанда үлгі суыққа төзімді;

Егер  0,6 ≤ К_н ≤ 0,8  болғанда үлгінің суыққа төзімділігі күмән;

Егер К_н ≥ 0,8  болғанда үлгі суыққа төзімсіз деп саналады.

Шешімі: үлгінің суыққа төзімділігі суға қанығу коэффициентіне. К_н қарағанда?

 Мысал бойынша - үлгінің суыққа төзімділігі күмән деп саналады.

Қысу кезіндегі материалдың беріктік шегін және суға төзімділігін анықтау.

    Әдістеме: Сығу күшін біртіндеп ұлғайтып үлгіні қирау шамасына жеткізу

Аспаптар: гидравликалық прес, су құйылған метал табақша, өлшегіш сызғыш.

    Материал: куб түрінде дайындалған, өлшемдері 5х5х5, 7х7х7, 10х10х10 см болатын үлгілер. Цилиндр түріндегіүлгі диаметрі 5 немесе 8 см, биктігі диаметрдің өлшемінен екі еседен көп болмауы керек.

Беріктілік дегеніміз – материалдың сыртқы күштер әсерінен бұзылуға, қирауға қарсы тұру қабілеті.

Жұмыс барысы: Гипс үлгі кубын нөмірлеп (нөмірді кубтың бұйіріне таңбалайды), ауданын өлшеп кестеге толтырады (оқушының жеке зертханалық журналына). Бір үлгіні құрғақ күйінде ал екіншісін суға 10....15 минут салып болғаннан кейін сынақтайды,

Үлгіні пресстің астыңғы плитасына салып үстіне жоғарғы пресс плитасын беттестіріп, иін ричакпен үлгіні қысып қирау мезетін бақылайды. Қирау мезеті қысымның күші манометр шкаласындағы көрсеткішімен жазылады, ол үлгінің қирауына дейінгі күш манометрде көрсетіледі де тоқтайды. Үлгі қирауға төтеп беруді қойған кезде престің жұмысын тоқтатып, қысымды азайтады және нәтижелерін жазып, үлгінің қирау сипатын жазады.Үлгінің қирау мезеті көзбен де байқалады.

Үлгінің сырт пішіні сынаққа дейінгі және сынақтан кейінгісі 3 - суретте көрсетілген.

 3-сурет. Үлгінің сырт пішіні: а) сынаққа дейінгі; б) сынақтан кейінгі.

Үлгінің қысу кезіндегі беріктік шегін келесі формула бойынша анықтайды 

R_сығ = , (2.1.4.),

мұндағы Р-қиратушы күш (кг/см²); Ғ-үлгі тілігінің ауданы (см²)

Сынық материалдың суға төзімділігі жұмсару коэффициентімен бағалану келесі формуламен анықталады        К_ж =   (2.1.5.)

Егер К_ж>0,8 болса материал МЕСТ 30629-99 сәйкес суға төзімді деп саналады.

 Сыртқы құрылыс конструкциялары үшін жұмсару коэффициенті 0,8 ден төмен болса қолданылмайды.

Барлық есептелген зерттеулер оқушының зертханалық журналына тұсіріледі (мысал ұлгісі 2-ші кестеде көрсетілген).

Мысал:

Зерттеу нәтижелері

                                                                                                  2-кесте.

Көрсеткіштер, өлшемдіктері	Үлгі
	құрғақ	суға қаныққан
Өлшемдері, см:         ұзындығы                                    ені                                     биіктігі	5	5
	5	5
	5	5
Көлденең қимасының ауданы F, см²	25	25
Қиратушы күш Рқир, кН	39	11
Шекті сығылу беріктілігі, Rсығ, кН/см²*	1,56	0,44
Дәл сол, МПа	15,6	4,4
Жұмсару коэффициенті, Кжұмсару	0,28

*1кН/см² = 10МПа = 100кгк/см²

Шешімі: Сынақ бойынша зерттелген материал суға төзімсіз болып табылды.

Меншікті беріктілікті есептеу ( конструктивті сапа коэффициенті)

Тапсырма: 3 кестеде көрсетілген материалдардың меншікті беріктілігін есептеу.

Жұмыс барысы: Меншікті беріктілік R_менш (2.1.6). формуласымен есептеледі

Барлық есеп қортындылары жинақ кестесіне тұсіріледі.           

(3 –ші кестені қара).

Мысал:

.Материалдардың  R_менш  мәндері

                                                                                                  3-кесте

Материал	p	Rсығ, МПа	Rсоз, МПа	Rменш, МПа
				сығылу	созылу
Болат маркасы Ст5	7,85	-	490	-	62,4
Беріктілігі жоғары арматура сымы Вр-II	7,85	-	1780	-	227
Керамикалық кірпіш	1,6	15	-	9,4	-
Ауыр бетон	2,4	30	-	12,5	-
Емен	0,5	50	115	100	230
Парақты шыныпластика	1,5	-	200	-	133,3

Формулалар: R_менш =  к.с.к. = ; = (2.1.7.)

Конструктивті сығылу коэффициенті (к.с.к) кысу кезіндегі беріктік шегін материалдың тығыздығына бөлу арқылы анықталады.

Кесте бойынша салыстырғанда меншікті беріктілігі жағынан тиімдісі ағаш пен болат болып келеді.

№3 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Сусымалы материалдардың үйілген тығыздығын, кеуектілігін және жылу өткізгіштігін  анықтау.

Тапсырма: Сусымалы материалдардың үйілген тығыздығын анықтау.

Мақсаты:Дәнді  (борпылдақ) материалдардың көлемінің үйілген күйіндегі борпылдақ  және нығыздалған тығыздығын анықтау.

Әдістеме: құмның тығыздалмаған (табиғи) күйіндегі борпылдақ тығыздығын стандартты шұңғыманың (воронканың) көмегімен анықтау.

Материалдар мен құрал - жабдықтар: таразы, темір сызғыш, шұңғыма (воронка), цилиндр ыдысы 1дм³ (1л=1000мл), құм немесе қиыршақ тас.

                 

                                                  

          1- сурет                                  2-сурет                                            3-сурет  

    Құм мен қиыршық                    Электронды таразы                         1,  2, 5,  10 литрлік                        

    тастрадың үйілген         Үлгінің салмағын 0,01г. дейінгі           металл өлшеуіш аспаптар

тығыздығын анықтауға                дәлдікпен өлшейді                 

    арналған шұңғыма

Борпылдақ материалдардың (құм, қиыршақ тастар, жұмыр (гравий) тастар, цемент, гипс т.б.) борпылдақ тығыздығы материалдың тығыздалу деңгейіне әсер ететін көптеген факторларға тәуелді болып келеді:

-         дәндердің ірілігі

-         фракциялардың қатынасы;

-         ылғалдылығы;

-         тасымалдау тәсілі және ыдыстыңтүрі;

-         қоймада сақтау ұзақтығы және т.б.

Бұл жағдайда бір материал әр түрлі тығыздыққа иеленеді. Сондықтан үйілген тығыздықты анықтау кезінде борпылдақ материалдың тығыздалу коэффициентін (К_тығ) білу қажет және ыдысқа материалды себудің стандартты көрсеткіштерін қолданып , тасымалданатын     

материалдардың келесі жағдайларын білу қажет:

-         материал тығыздалмаған;

                -    қандай деңгейге дейін тығыздалған.

                          Жұмыс барысы:

         Зертханалық жұмысты орындау үшін астында жапқышы бар конус тұріндегі шұңғыманы қолданады (1-сурет). Шұіңыма астына 10 см биіктіктен алдын - ала өлшенген сиымдылығы 1 дм³ цилиндр өлшеуіш ыдысты қояды. Шұңғымаға құрғақ материалды себеді. Сынауға құмның үлгісін табиғи ылғалдылық күйінде алады және диаметрі 5 мм болатын дөңгелек електен өткізіп шұғымаға құйяды. Електе 5 мм-ден үлкен өлшемді болшектер қйыршақ тастар қатарына жатады. 5 мм өлшемді електен өткен бөлшектерді құм деп атайды. Себілген құммен шұңғыманы толтырады, кейін жабық тұрған шұғыма астындағы жапқышты ашып өлшегіш ыдысқа артығымен конус орын алғанға дейін толтырады. Үйіндінің конус тәріздес үйілген артығын темір сызғышпен нығыздамай тегістеп алып тастағаннан кейін, өлшегіш ыдысты ішіндегісімен бірге техникалық таразыда өлшейді.

 Тығыздалмаған құмның үйінді тығыздығы төменгі формула бойынша табылады:

ρ= (г/см³)

мұндағы, -бос өлшеуіш цилиндр ыдысының массасы (г);

-тығыздалмаған құмы бар ыдыстың массасы(г);

   - өлшеуіш ыдыстың сыйымдылығы (см³),(1л=1000 см³).

Тығыздалмаған құмның массасы(г) .

Әдістеме: құмның тығыздалған күйіндегі құмның үйілген тығыздығын стандартты шұңғыманың (воронканың) көмегімен анықтау.

Материалдар мен құрал - жабдықтар: таразы, темір сызғыш, шұңғыма (воронка), цилиндр ыдысы - ішкі диаметрі 108 мм, биіктігі 108 мм және сыйымдылығы 1дм³ (1л=1000мл=1000 см³), құм немесе қиыршақ тас.

Жұмыс барысы: Құмды сеуіп стандартты шұңғыманы толтырып төменгі жабық жапқыш астына алдын-ала өлшенген цилиндр өлшегіш ыдысты қояды. Содан кейін шұңғыманың астыңғы бекетпе жапқышын ашып өлшегіш ыдысты құммен табиғи еңіс бұрышы болатындай құм конусы орын алғанға дейін толтырады.    

    Зерттеліп отырған ыдыстағы материалға қысымсыз шайқамай өлшеуіш ыдысты шайқаушы столға (5-сурет) орналастырып оны 25 еселік шайқаумен тығыздайды, кейін қайтадан өлшегіш ыдысты тағы құммен конус орын  алғанға дейін толтырып метал сызғышпен ұру арқылы тығыздайды. Сонан соң ыдыстың шеттері деңгейімен бірдей болатындай , артығын сылып тастап ыдысты өлшейді.

         Тығыздалған құмның үйінді тығыздығы төменгі           

                      формула бойынша табылады:

ρ= (г/см³)

мұндағы, -бос өлшеуіш цилиндр ыдысының массасы (г);

-тығыздалған құмы бар ыдыстың массасы(г);

                                                     - өлшеуіш ыдыстың сыйымдылығы (см³),

                           (1л=1000 см³).

Тығыздалған құмның массасы (г) =

     Борпылдақ үлгі құмның тығыздалу коэффициентін келесі формуламен анықтайды:

К_тығ=х100%

мұндағы, - тығыздалған құмның массасы (г);

- тығыздалмаған құмның массасы(г).

№4 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Табиғи тас материалдары.

Тапсырма: Тау жыныстарын сыртқы пішіне қарап бағалау және петрографиялық сипаттама беру.

Табиғи тас не тау жыныстары деп қандай да бір құрылысы  мен құрамы бір, жер қыртысында қалыптасатын өзіндік геологиялық денелер, бір немесе бірнеше минералдың табиғи массасы.

Мақсаты: жыныс құрайтын минералдың түрін анықтау.

Әдістеме: минерал-эталондар жиынтығын, оқулық және минерал коллекциясын пайдаланып қасиеттерін оқу.

Материалдар мен құрал - жабдықтар: жыныс құрайтын минералдардың түрі, балға, болат ине, лупа, метал өлшеуіш сызғыш, тұз қышқылының 10% ерітіндісі және басқа да минерал-эталондар жиынтығы.

Жұмыс барысы: зертханалық оқулар зүргізгенде ең алдымен нұсқаның сыртқы белгілерін эталонмен (түсі, жалтырағы, құрылымы) және шамамен зерттелетін минералдың атауын айту (4.1- сурет). Содан соң алдын-ала шешімдерді тексеру үшін Моостың қаттылық шәкілі 4.1. кесте көмегімен минералдың қаттылығын анықтайды және 4.2 кестенің бос бағаналын толтырады.

Минералдың қаттылық шәкілі (Моос шкаласы)

                                                                                          4.1 кесте

Эталон материал	Қаттылығы	Өңделетіндігі	Балама қаттылығы бар басқа минералдар түрлері
Тальк	1	Тырнақпен жеңіл сызылады	Графит
Гипс	2	Тырнақпен сызық қалдырады	Хлорит, галит
Ақтас (Кальцит)	3	Болат пышақпен жеңіл сызылады	Биотит, алтын, күміс
Балқыма шпат (Флюорит)	4	Азғантай қысыммен болат пышақпен сызылады	Доламит, сфалерит
Апатит	5	Қатты басқанда болат пышақпен сызылады	Гематит, лазурит
Ортоклаз (дала шпаты)	6	Аздап әйнек тырнайды, болат пышақ сызық қалдырмайды	Опал, рутил
Кварц	7	Әйнек жеңіл- желпі сызады, болат пышақ сызық қалдырмайды	Гранат, турмалин
Топаз	8	Әйнек жеңіл-желпі сызады, болат пышақ сызық қалдырмайды	Берил, шпинель
Корунд	9	Әйнек жеңіл- желпі сызады, болат пышақ сызық қалдырмайды	-
Алмаз	10	Әйнекті кеседі , ең қатты минерал	-

                                                         

                     1 - тальк                                               6 – дала шпаты

                                                            

                       2 - гипс                                                      7 - кварц

                                                            

                      3 – ақтас                                                     8 - топаз

                                                            

                  4 - флюорит                                                 9 – корунд

                                                            

                     5 - апатит                                                   10 - алмаз

4.1 - сурет.    Моос шкаласының минералдары

Негізгі жыныстарды құрайтын минералдар

                                                                                              4.2 кесте

№	Минералдар атауы	Химиялық формула	Тығыздығы г/см3	Моос бойынша қаттылығы	Түсі	Өзгеше ерешеліктері
Кварц тобы
1	Кремнезем		2,65	7
2	Жылтыр тас		2,30	2
Алюминий силикаттарының тобы
3	Корунд		3,80	9
4	Диаспор		3,40	4
5	Дала шпаттары: а)ортоклаз  б)альбит		2,55 2,76	6 6
6	Слюдалар: а)мускавит  б)биотит в)вермику-лит		2,30 2,30 2,30	2-3 2-3 2-3
7	Каолинит		2,28-2,59	1
Темірлі-магнезиялы силикаттар тобы
8	Авгит		3,2-3,6	5,5-7,5
9	Мүйіз қоспа		3,1-3,5	5,5-7,5
10	Хризотил-асбест		3,2-3,6	5,5-7,5
Карбонаттар тобы
11	Кальцит		2,7	3,0
12	Магнезит		2,5-2,9	3,5
13	Доломит		2,1-2,8	4
Сульфаттар тобы
14	Гипс		2,3	2,0
15	Ангидрид		2,9	3,0-3,5

Тау жыныстарының қасиеттерін оқып білу

                              4.3- кесте

№	Тау жыныстарының атауы	Қандай түрге жатады	Түсі, жылтырағы	Құрлымы	Құрамына кіретін минералдар	Орташа тығыздығы	Сығуға беріктілігі	Қолдану саласы
1	Гранит					2600-2700	100-190
2	Гнейстер					2400-2800	150-200
3	Құмдақтар					2000-2800	80-200
4	Диатомит					400-900
5	Әк тастар					1000-2600	0,4-100
6	Диабаз					2700-2900	100-300
7	Каолин сазы					2100-2300
8	Трахит					2200-2600	60-70
9	Базальт					1900-3800	300-500
10	Лабродорит					2600-2900	100-250
11	Трепел					350-950
12	Пемза					400-600	2-3
13	Порфирлер					2400-2600	130-180
14	Сазды тақта тастар					2000-2400	100-240

№5 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Қыш материалдары.

№1-Тапсырма: Сырт көзбен байқап керамикалық кірпіш сапасын анықтау.

Керамика – минералды және органикалық қоспалары бар балшықтарды пішінге келтіріп қалыптастырып құрғатып және күйдіріп алынатын жасанды табиғи тас минералдары тобының жиынтық атауы.

Кірпішті арналымы бойынша бөлу:

1.     Беткі кірпіш-қаптауға арналған. Кірпіш жатық және тегіс беткі қабатымен сипатталады, түсі бойынша біртекті болып келеді;

2.     Қарапайым кірпіш-құрылысқа арналған-қалаудың ішкі қатарларын құру үшін немесе сыланатын қапталатын қатарды құру үшін арналған;

3.     Пеш кірпіші-шамот деп аталатын кірпіш каминнің немесе пеш ішінің от жағатын бөлігін салу үшін қолданылады. Ол арнайы отқа төзімді саздан жасалынған 1000 ⁰С дейінгі температураға төзімді.

 Кірпіштерді өлшемдері бойынша бөлу:

1.     Бір кірпіштің стандартты (дара) өлшемі – 250х120х65 мм;

2.     Біржарым кірпіштің (модульді) өлшемі – 250х120х88 мм;

3.     Екі кірпіштің стандартты өлшемі – 250х120х103*138 мм.

Мақсаты: Зертханалық жұмыста керамикалық өнімдердің барлық түрлерінің номенклатурасынан оқушылар МЕМСТ талаптарымен, керамикалық қабырғалық кірпіштердің түрлерімен, өлшемдерімен танысу.

Әдістеме: Керамикалық қыш кесектің сыртқы түрін өлшеп МСТ-мен салыстырып, кірпіштің сапасы туралы қорытынды жасау,

Материалдар мен құрал - жабдықтар: зерттелетін қыш-кесек, өлшеуіш сызғыш немесе штангенциркуль, үшбұрышты сызғыш.

Жұмыс барысы: Кірпіштің МСТ-не сәйкестігін анықтау үшін оны сырт көзімен байқап көреді және содан соң көрсетілген көрсеткіштер бойынша тексереді:

    а) ұзындығы, ені, қалыңдығы бойынша ұзындық өлшемдері үш жерде – қырлары және қырының ортасы бойынша метал сызғышпен немесе арнайы үлгімен 1 мм дейін қателікпен өлшенеді (мм). Ақырғы нәтижеге үш өлшеудің орташа арифметикалық мағынасы қабылданады;

    б) төсемі мен бүйір қыры бойынша қырлар мен қабырғалардың түзу сызықты болмауы кірпіш пен үшбұрышты сызғыш бұрышының арасындағы ең үлкен саңылау шамасы 1 мм дейінгі дәлдікпен анықтап оқушы өз журналына нәтижелерін жазады;

   в) бүйір және үшкір қырларында сызаттардың болуы анықталады. Сызыттар бір төсемнен басталып, бүйірін не ұшын кесіп өтіп, басқа төсемге ауысады. Ең үлкен ұзындық бұйірге не үшқа перпендикулярлы төсемдердің біреуі бойынша  сызғыш пен үшбұрышты сызғыш көмегімен өлшенеді. Оқушы өз журналына барлық сызықтардың жазып толтырады;

   г) бұрыштар мен қырлардың сынуы мен жапырылуы (қыры бойынша) сынудың және жапырылудың ең үлкен ұзындығы 1 мм дейінгі дәлдікпен үшбұрышты сызғыш пен метал сзғыш арқылы анықталады. Оқушы өз журналына ең үлкен мағанасы бойынша барлық бұрыштар сынықтарының нәтижелерін жазады, мысалы L₁>L₂ сондықтан L₁= ... мм жазылады;

   д) «күймеген» және «артық күйген» зерттейтін нұсқаны эталонмен салыстыра отырып, түсі және дыбысы бойынша анықтайды. Эталоннан тым ақшыл кірпіш және балғамен соққанда керең дыбыс шығуы – күймеудің белгілері.

   е) әк қосылыстарының болуын анықтау үшін кірпішті суы бар сауыттың торына орналастырып, бір сағат бойы қайнатады. Қайнату процесінде әк қосылыстарының көлемі үлғайып сөнеді (СаО + Н₂О = Са(ОН)₂ және кірпіш бетінде сызаттар, сынықтар және жарықтар пайда болуына әкеліп соғады. Әк қосылыстары кірпіш бетінде ақ түйірлер түрінде көрінеді.

   Оқушы сырт көзбен бақылау бойынша алған нәтижелерін кестеге МСТ-мен салыстырып сапа туралы қорытынды жасайды.

МЕСТ бойынша оның талаптарына сәйкес келмейтін барлық ауытқулар – жарамсыздыққа жатады.

Кірпіш сапасына қойылатын негізгі талаптар

                                                                                                        5.1 кесте

Сапа өлшемдері	Кірпіш үшін мүмкін ауытқулар, мм	Анықталған ауытқулар
		1	2	3
1	2	3	4	5
Ұзындығы 250 мм Ені             120 мм Қалыңдығы 65 мм	±5 ±4 ±3
Қырлары мен қабырғаларының түзу сызықты болмауы, артық емес, мм төсемі бойынша бүйірі бойынша	±3 ±3 ±4
Бұрыштардың (қырлардың) сынулары 10-15мм, дана	2
Қуыстарға жетпейтін қырлардың сынулары мен жапырылулары, тереңдігі 5 мм астам, 10-нан 15 мм дейін, дана	2
Толық денелі кірпіштің төсемі бойынша ұзындығы 30мм дейін, қуыс денелі бұйымдарға қуыстардың бірінші қатарына дейін артық емес, дана бүйір қырларында үшкір қырларында	1 1
Күйдіру дәрежесі	Эталон
Әк қосылыстарының ең үлкен өлшемі бойынша 5-тен 10 мм дейін болуына рұқсат етілмейді	3

№2-Тапсырма: Кірпіштің су сіңіруін анықтау.

Материалдар мен құрал - жабдықтар: зерттелетін үш қыш-кесек, кептіргіш шкаф, таразы, ағаш торы және су бар ыдыс.

Жұмыс барысы: Кірпіштің су сіңіргіштігін анықтау үшін үлгірерді суға шылықтырып қанықтырып, 15-20⁰С градуста 48 сағат уақыт бойы немесе екінші тәсіл 4 сағат бойы суға қайнатып өндіреді.

Бірінші тәсіл. Кірпіштің үш данасын сынау алдында кептіргіш шкафта тұрақты массасына дейін кептіріп кірпішті 0,1 г дейін дәлдікпен өлшейді және ыдыста ағаш торға орналасқан үлгілердің суға малыну деңгейі үлгілерден 2-10 см жоғары болуы тиіс. Нұсқа суда 48 сағат ұсталады, содан кейін ыдыстан үлгілер алынып ылғал шүберекпен сүртіліп дереу өлшеуге кіріседі.

     Үлгілердің су сіңіргіштігі С_мас келесі формуламен анықталады:

С_мас = ( ) х100%,

мұндағы С_мас-массасы бойынша су сіңіруі, %;

-үлгінің суға қаныққан массасы, г;

үлгінің тұрақты массаға дейін кептірілген массасы,г.

Сынау көрсеткіштерін оқушы өз журналының кестесіне енгізеді.

Су сіңіруді анықтау

                                                                                                       5.2 – кесте

№	Құрғақ кірпіштің массасы, г	Суға шылыққан кірпіштің массасы, г	Су сіңіру, %
1
2
3

№3-Тапсырма: Кірпіштің маркасын анықтау.

Сынау сызбасы:

 

5.1-сурет  

      Қысу бойынша сынауға арналған үлгі керамикалық қыш-кесек – куб, қабырғаларының өлшемдері  а х а х а (см)  және қандай да бір жағы бетінің ауданы келесіге тең болады:

F = a x a (cм² )

                                        

                                                 5.2- сурет.

                                 Лабораториялық  ықшам гидравликалық пресс  ПГМ-500МГ4

                                         Ең жоғарғы шекті күш   500 кН (50 тк.)

Құрылыс материалдарының стандартты үлгілерін статикалық қысуға арналған.

Мақсаты:. Сығуға беріктілігін анықтау.

     Сынауға арналған кірпіштің түрі және өлшемдері МСТ 530-95 сәйкес болуы қажет. Қыш-кесектің маркасы сығуға беріктілік шегі мағыналарының орташа және ең кіші нәтижесі бойынша қабылданады.        

     Мәселен беріктілік шегінің көрсеткіші 98 кг/см²-ты көрсетсе қыш-ксектің маркасы М75 –ке сәйкес деп қабылданады.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: -арамен екіге дәл бөлінген қыш-кесек, маркасы 300 кем емес портландцемент, сфералық шыны ыдыс, қалақша, шыны пластиналар, парқ қағаз, күрекше, металл сызғыш, қыш-кесек сиятын су құйылған ыдас, өлшеуіш цилиндр, техникалық таразы және гидравликалық пресс.

Жұмыс барысы: Үлгі кірпіштер 5 минуттан кем емес уақытқа суға батырылады. Әйнекке суланған қағаз парағын төсейді, оған қалыңдығы 5 мм ден аспайтын цемент қамырын жағады және кірпіштің бір жартысын салады. Кірпіштің осы жартысының бетіне тағы цемент қамырын жағып, үстіне кірпіштің келесі жартысын төсейді, қағаздағы және кірпіштердің жіктеріндегі қамырдың артықтарын пышақпен сылып тастайды.

    Үлгінің үстіңгі бетін тегістеу үшін қайтадан әйнек бетіндегі ерітінді қамыры бар қағаздың үстіне үлгіні аударып осы қамырға жатқызады. Жіктердің және тегістегіш қабаттардың қалыңдығы 5 мм ден аспау қажет. Дайындалған үлгілердің өз ара параллель және бүйір қырлары перпендикулярлы беттер болуы қажет. Үлгі ылғалдығы 60-80%, температурасы 20±5⁰С бөлмеде 3 тәуліктен кем емес уақытта үсталу керек.

    Металл сызғышпен үлгінің әр төсемінің ені мен ұзындығын 1 мм дейінгі дәлдікпен өлшеп екі бет өлшемдерінің орташа арифметикалық нәтижесімен ауданын есептейді.

    Үлгілер престің ортасына орналастырылып сынағанда жүктеме үздіксіз 0,15 мПа/с жылдамдықпен өсіріп отыру керек. Үлгінің сығуға беріктілік шегі, R_сығ, кгк/см², келесі формумен анықталады:

R_сығ= ,

мұндағы Р-қиратушы күш (кгк); Ғ-үлгінің үстіңгі және астыңғы аудандарының орташа арифметикалық мағынасы ретіндегі есептелген көлденең ауданы (см²).

Сынау натижелері оқушы өз журналының кестесіне жазады.

Сығуға беріктілігін анықтау

                                                                                                                                      5.3 кестесі

№	Қима өлшемдері, см		Қима ауданы, см2	Пресс манометр көрсетулері	Қирайтын жүктеме, кгк	Сығуға беріктілігі, кгк/см2
	а	б
1
2
3

№4- Тапсырма:. Иіліске беріктілігін анықтау.

Иілу кезіндегі беріктіктің шегін анықтау үшін қажетті бастапқы материалдар мен сынау сызбалары

                                                                                                              5.4-кесте      

Салмақ түрі	Бір нүктелі	Екі нүктелі
Сынау сызбасы
Үлгілердің өлшемдері, см	b, h = 4, 5, 7, 10, 15, 20
Есептік формулалар	(1)	(2)
(1) және  (2) формулаларындағы белгіленулері	Рқир – жоюшы салмақ, Н (кгк);  ℓ - тіректердің арасыендағы қашықтық, м (см);  b – үлгінің ені, м (см);  h – үлгінің биіктігі, м (см);  a – салмақтардың арасындағы қашықтық, м (см).

 Сынауға арналған кірпіштің түрі және өлшемдері МСТ 530-95 сәйкес болуы қажет. Қыш-кесектің маркасы иілуге беріктілік шегі мағыналарының орташа және ең кіші нәтижесі бойынша қабылданады.        

  Материалдар мен құрал - жабдықтар: -кірпіштің сығуға беріктілігін анықтау кезегіндегіндей.

Жұмыс барысы: Үлгі кірпіштер 5 минуттан кем емес уақытқа суға батырылады, сонан кейін үстіңгі төсемде, жүктеме беретін жерде және атыңғы төсемде, кірпіштің тіреуге тірелетін жеріне ені 2-3 см және қалыңдығы 3-5 мм –ге жуық цемент қамырынан жасалған белдеулер  төселінеді.

     Белдеулер металл сызғыш көмегімен орындалады. Үлгінің сынауға дейін температурасы 20±5⁰С бөлмеде 3 тәуліктен кем емес уақытта үсталу керек.

     Үлгінің биіктігі бүйір қырларының екі өлшемдерінің орташа арифметикалық мағынасы ретінде және ені-үстіңгі мен астыңғы қырларының екі өлшемдерінің орташа арифметикалық мәнін қабылдайды.

      Кірпіш орталарының аралық қашықтығы 20 см және Ø 10-15 мм –лік екі цилиндр тіреуі астына және үстіңгі бетінің ортасына біреуін орнатады.

    Үлгілер престің ортасына орналастырылып сынағанда жүктеме үздіксіз 0,15 мПа/с жылдамдықпен өсіріп отыру керек. Үлгінің иіліске беріктілік шегі, R_иіл, кгк/см², келесі формумен анықталады:

R_иіл= ,(кгс/см²)

мұндағы Р-қиратушы күш (кгк);

               l-тіреулер біліктерінің арасындағы аралық (см);

              b-үлгі ені, (см);

              h-ортасы бойынша кірпіштің биіктігі.

Сынау натижелері оқушы өз журналының 5.5 кестесіне жазады.

Иіліске беріктілігін анықтау

                                                                                                                      5.5 кестесі

№	Тіреулер арасындағы аралық, см	Кірпіш ені, см	Кірпіш қалыңдығы, см	Манометр көрсеткіштері	Қйрату жүктемесі	Иіліске беріктілігі кгк/см2
1	2	3	4	5	6	7

1-үлгі, 2- болат стерженьдер, 3-пресстің төменгі плитасы, 4-пресстің жоғарғы плитасы

№6 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Органикалық емес (минералды) байланыстырғыш заттар.

№1-Тапсырма: Гипс қоспаның қалыпты қоюлығын анықтау.

Мақсаты: Гипс қамырының су қажеттілігін анықтау..

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Суттарт вискозометрі (6.1-сурет), секундомер, таразы, қамыр дайындайтын резеңке тостаған, бұлғауыш, сйымдылығы 500 см³ шыны ыдыс, тот баспайтын металдан жасалған Ø 50 мм

                

6.1-сурет. Суттард вискозиметрі

              а) жиналған түрінде,   б) гипс қамырынан жасалған шелпектің жайылуы.

биіктігі 100 мм цилиндр, сызғыш. Суттард вискозометрі мыстан немесе

латуннан, цилиндр түрінде жасалған. Цилиндрдің биіктігі 10 см, ішкі Ø 5 см. Жүмыс барысы: Алдын ала шыны әйнектің астына диаметрлері 6-20 см дейін шеңберлер сызылған ақ қағазды қояды. 14 см-ге дейін шеңберлердің арақашықтығын 1 см-ден, ал қалғандары 2 см-ден сызады.

   Қалыпты қоюлықты анықтау үшіналдын ала тазартылып сүртілген шыны ыдыстың ішіне 300 г гипс салынып, 50-70% аралығында су қосылған қоймалжың қоспа дайындалады. Қоспа қалақпен 30 секунд араластырылады. Уақыт гипске су құйылған мерзімнен бастап белгілінеді. Араластыруды аяқтағаннан кейін диаметрі 240 мм асатын дөңгелек шынының ортасына қойылған цилиндрді гипс қоспасымен толтырады, артығын сызғышпен

сылып алып тастайды. 45 сек өткеннен кейін (араластыру уақытын қосқанда) цилиндрді тік жоғары 15-20 см биіктікке көтеріп алу керек. Жайылу диаметрін цилиндрді көтергеннен кейін сызғышпен екі перпендикуляр бағытта, қателігі 5 мм-ден аспайтын дәлдікте есептейді.

    Егер жайылу диаметрі 180 ± 5 мм-ге сәйкес келмесе, онда тәжірибені судың өзгертілген көлемімен қайталайды.

    Алынған мәліметтерді оқушы өз журналының кестесіне енгізеді, үлгісі 6.1 кестеде көрсетілген.

Су қажеттілігін анықтау нәтижелері

                                                                                                                6.1 кесте

№	Гипс массасы	Су мөлшері		Шәкіл бойынша жайылуы, мм	Әдеттегі қоюлық, %
		см3	%
1	2	3	4	5	6
1

№2-Тапсырма: Гипс қамырының ұстасу мерзімін анықтау.

Мақсаты:Қату мерзімін анықтау..

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Вика аспабы, сфералық аяқ, күрекше, пышақ, өлшеуіш стакан, құрылыс гипсі.

Жүмыс барысы: Көрсеткіш тілі бар Вик аспабының жылжымалы металл шыбығы 0-ден 40 мм дейін бөліктері бар шәкілі маңында тік бағытта қозғалады. Шыбықтың төменгі бөлігінде Ø 1 мм және ұзындығы 50 мм болат ине бекітілген. Шыбық пен иненің салмағы 300 г.Қату мерзімін анықтағанда, алдын ала сүртілген және минералды май жағылған май жағылған Вика құралының сақинасын гипс қоспасымен толтырады. Қоспаны нығыздау үшін сақинаны пластинкамен бірге 4-5 рет сілкілейді, содан кейін қоспаның артығын пышақпен сылып тастайды да , толтырылған форманы пластикамен қоса Вика құралының незіне қояды.

    Құралдың қозғалмалы инесі бар бөлігін гипс қоспасының бетіне тиетіндей етіп орналастырады да, содан соң инені бос күйінде сақинаға түсіреді. Инені түсіруді әр 30 сек. бір рет жүргізеді. Инені әр түсірген сайын сүртіп отырады. Инені әр жаңа батыруды қоспаның басқа орындарына түсуін қадағалау қажет.

    Қату мезгілінің басы деп, гипсті сумен араластырған сәттен бастап, түсірілген ине бірінші рет сақинадағы қоспаның түбі 1 мм жетпеген мерзімді атайды. Ал қатудың аяғы деп, түсірілген иненің 1 мм-ден терең қоспаға батуын атайды.

    Қату мерзіміне байланысты гипс келесі топтарға бөлінеді (6.2-кестеде келтірілген):

Ұстасу мерзімі

                                                                                                    6.2-кесте

Байланыстығыштар түрлері	Үстасу мерзімдері, мин.
	басы, ертерек емес	соңы, кешірек емес
1	2	3
Тез қататын гипс, А	2	15
Әдеттегі қатаятын гипс, Б	6	30
Жәй қататын гипс,  В	20	мөлшерленбейді

Қорытынды _______________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

№3-Тапсырма: Цемент қоспасының қалыпты қоюлығын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Вика аспабы, цемент қоймалжыңын дайындауға арналған сфералық аяқ, өлшеуіш стакан, портландцемент

   Жүмыс барысы: Цемент қоймалжын дайындау үшін, шарбетті сфера тәріздес тостағанға 400 г цемент салып, ортасына тереңдік жасап оған бір қабылдауда 100-120 см³ су құйылып, 4 минут күрекшемен араластырады.     

    Судың мөлшері цементтің салмағынан пайызбен (%) есептегенде 25-30% аралығында алынады. Араластыруы аяқталған соң Вик асбабының шыны пластинканың үстінде тұрған конус шығыршығы қолма – қол толтырып бес-алты рет сілкілеп нығыздайды.

    Содан соң қамыр бетінің артығы дымқыл шүберекпен сүртілген пышақпен сылып алып тастайды. Осыдан кейін тез арада аспап келсабын сақинадағы цемент қоспасының бетіне түйістіріп, құрал көрсеткішінің нольде тұрғандығына көз жеткізеді.

    Келсаптың цемент қоспасына батқанын құралдың шәкілі көрсетеді. Құралдың келсабы сақинаның түбіне 5-7 мм аралығында жетпеген жағдайда, цемент қоспасының қоюлығы бір қалыпты деп есептелінеді. Тәжірибе орындалмаған жағдайда, су мөлшерін өзгертіп, жұмысты қайта жұргізу қажет. Келсап конус сақына түбіне 7 мм жетпесе судың аз болғаны және керісінше 5 мм-ден кем болса судың көп болғаны.

     Нәтижелер оқушының өз журналының кестесіне толтырылады. Кестенің үлгісі (6.3) кестеде көрсетілген.

Цемент қамырының суға қажеттілігін анықтау нәтижелері

6.3-кесте

Көрсеткіштер	Сынақтар
	1	2	3	4
Су мөлшері, г
Су мөлшері, %
Келсап түпке дейін жетпейді, мм
Су қажеттілігі, %

№4 - Тапсырма: Цемент қоспасының қату мерзімін анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Вика аспабы, цемент қоймалжыңын дайындауға арналған сфералық аяқ, таразы, портландцемент.

   Жүмыс барысы:

    Қату мерзімін анықтау үшін Вика құралындағы келсапты инемен өзара ауыстырады. Цемент қоспасы қалыпты қоюлықпен дайындалып, сақинағам салынады. Сақина алдын ала машина майымен майланады. Инені қоспа салынған сақинаның бетіне түсіріп, құрал шкаласын 0-ге келтіріп, бұрандамен қатайтып қояды. Сонан соң, бұранданы жылдам босатып, иненің қоспаға бос күйінде түсуін қадағалайды.

    Инені қоспаға қату мерзімі басталғанға дейін 15 минут сайын түсіріп тұрады, ал қату мерзімі басталғаннан кейін 15 минут сайын қату мерзімінің аяғына дейін түсіріп отырады. Иненің тұсу орнын сақинаны қозғау арқылы өзгертіп отырады, ал иненің өзін жұмсақ шүберекпен сүртіп тұру керек.

    Цемент қоспасының қату мерзімінің басы деп – сумен цементті араластырған уақыттан бастап, иненің сақинасының астындағы әйнек пластинаның түбіне 1-2 мм жетпеген аралықтағы уақытты айтады.

    Цемент қоспасының қату мерзімінің аяғы деп – су мен цементтің араласқан уақытынан бастап, иненің цемент қоспасына 1-2 мм ғана батқан кездегі уақытты айтады.

    Тәжірибенің нәтижесін оқушы өз журналының 6.4 кестесіне толтырады.

Қату мерзімдерін анықтау нәтижелері

6.4-кесте

Уақыт, минут	Аспап көрсеткіші
Қату мерзімінің басы, сағат-минут
Қату мерзімінің аяңы, сағат-минут

№5 - Тапсырма: Цементтің маркасын анықтау.

Әдістеме: 40х40х160 мм арқалық үлгілерді иіліске және сығуға беріктілік шегінің көрсетулері бойынша анықталады.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Сілкілеу столы, цемент қоймалжыңын дайындауға арналған сфералық аяқ, конус қалып, қырғыш, 40х40х160 мм арқалық үлгілер, портландцемент, вольск құмы, МИИ -100 машинасы және гидравликалық пресс.

   Жүмыс барысы: Үлгілер цемент – құм қатынасы 1:3 болатын сылақ құрамынан дайындалады (цементтің 1 массасы : құмның 3 массасы. Су – цемент қатынасы 0,4 – ке тең болуы керек). Үлгілерді дайындау үшін алдын ала цемент қоспасының қоюлығын анықтайды.

    Ол үшін 1500 г құм және 500 г цемент өлшеп алып, шар бетті тостағанға салып, күрекшемен мұқиат араластырады. Содан соң, қоспаның ортасынан ойық жасап, 200 мл су құяды. Су қоспаға сіңген соң 1 минуттай тағы араластырады.

    Үлгілерді дайындау үшін үш ұядан тұратын темірден жасалған қалып (форма) пайдалынады. Дайындау алдында қалыптың ішкі жақ қабырғалары машина майымен сыланып, сылақты нығыздау үшін тербеліс қондырғысына қатайтып отырғызылады. Содан кейін қалыпты қалыңдығы 1 см сылақпен толтырып, 2 минутқа тербеліс столын іске қосады. Осы уақыт аралығында қалыптың үш ұйясын да сылақпен біртіндеп толтырады. 3 минуттан кейін (тербеліс қондырғысын қосқан уақыттан бастап) тербеліс столын сөндіріп, қалыпты босатады. Ылғалды пышақпен қалыптың бетіндегі артығын сылып тастап, әр үлгіні бір – бірімен ауыстырып алмау үшін белгілеп нөмірлейді. Дайын болған үлгілер қалыппен бірге су астауының ішінде 24 сағатқа қалдырады. Содан соң үлгілерді қалыптан ажыратып су астауына температурасы 20⁰С сынау уақытына дейін 28 күнге сақталады. Астаудың ішіндегі үлгілер бір-біріне тимейтіндей етіп сақталады. Судың көлемі астаудағы үлгілердің көлемінен 4 есе көп болуы керек. 28 күн өткен соң үлгілерді судан алып, құрғатып сүртеді.

    Арқалық үлгілердің беріктілік шегі МИИ-100 сынау машинасында анықталады. Иілістегі беріктілік шегі үш үлгіні сынаудың екі нәтижесінің орташа арифметикалық мағынасы ретінде қабылданады.

  Иіліске беріктілік шарты келесі формуламен анықтайды:

R_иіл= ,(кгк/см²)

мұндағы Р-қиратушы күш (кгк);

               l-тіреулер біліктерінің арасындағы аралық (см);

              b-үлгі ені, (см);

              h-ортасы бойынша кірпіштің биіктігі.

 Сығуға беріктілік шегі, R_сығ, кгк/см², келесі формумен анықталады:

R_сығ= ,

мұндағы Р-қиратушы күш (кгк); Ғ-үлгінің үстіңгі және астыңғы аудандарының орташа арифметикалық мағынасы ретіндегі есептелген көлденең ауданы (см²).

Нәтижелерді оқушы өз журналының 6.5 кестесінде толтырады.

Беріктілікті  анықтау  нәтижелері

6.5 – кестесі

Үлгі №	Иіліске беріктілік	Үлгі ауданы	Манометр корсеткіші	Қиратушы жүктеме	Сығудағы беріктілік	Цемнт маркасы
1	2	3	4	5	6	7
1
2
3

№7 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Құрылыс ерітінділері.

Құрылыс ерітінділердің қасиеттерін анықтау

№1 - Тапсырма: Құрылыс ерітіндісінің жылжымалығын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Құрылыс ерітіндісінің жылжымалығын анықтайтын конус, диаметрі 10-12 мм темір стержень, портландцемент, құм (көлемдері 5 литрлік ерітінді құрауға-1:3 құрамда).

   Жүмыс барысы: Бұл үшін жасалған есепке сәйкес ерітінді қоспасының компоненттерін өлшейді. Сыналатын ерітінді лайын 5 минут араластырып, табанының Ø 150мм және биіктігі – 180 мм ыдыстың сыртқы жиегіне 1 см жеткізбей толтырады.

    Төселген ерітіндіні Ø 10-12 мм –лік темір стерженімен 25 рет, сонан соң столға 5-6 рет жеңіл соғылып нығыздалады. Конустың ұшын ерітінді лайының бетіне жанастырып, шәкілдің (циферблат) тіл қалпын белгілеп, осы жағдайда серіппе бұрандамен бекітеді.

    Соңынан конустың ерітіндіге бос батуы үшін серіппе түйреуіші босатылады. Соңғы көрсеткіш 2 сынақ нәтижесінің орташа арифметикалық мәнімен алынады.

    Екінші сынақ жаңа ерітіндімен жүргізіледі.

    Кірпішті қалау үшін қолданылатын ерітінді лайының жылжымалылығы    6-10 см, малта тастарды қалау үшін қолданылатын ерітінді жылжымалылығы  4-6 см болуы шарт.

    Қабырғаның ішкі қабатын сылауға дайындалған ерітінді лайына конус 8-10 см, ал сыртқы қабатына пайдаланылатын ерітінді лайына конус 6-8 см батуы керек.

   Тәжірибе қорытындысын оқушы өз журналына келтіріп жазады.

Қорытынды____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

№2 - Тапсырма: Құрылыс ерітіндісінің орташа тығыздығын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Ø 113 мм биіктігі 100 мм болат цилиндр сауыт - МСТ 24104-88 бойынша, диаметрі 10-12 мм ұзындығы 300 мм темір стержень, портландцемент, құм (ерітінді -1:3 құрамда), таразы-МСТ427-75 бойынша, болат сызғыш 400 мм.

   Жүмыс барысы:  Бұл көрсеткіш сыйымдылығы 1000 мл = 1 л қондырғысы бар цилиндрлі ыдыспен анықталады. Сынау алдында сауыт алдын ала 2 г дәлдікпен өлшенеді. Цилиндр ыдысы ерітіндімен молынан толтырылады да диаметрі 10-12 мм темір стерженьмен 25 рет нығыздалып және 5-6 рет столдың үстінде сілкіленеді. Тығыздалған кейін артығы сызғышпен сылынып алынады. Ерітіндінің беті сауыттың ернеуімен бірдей ұқыпты тегістеледі. Сауыттың ернеуіндегі қабырғаларындағы қалдық ерітінділерден дымқыл шүберек арқылы тазартылады да ыдыс ерітіндісімен 2 г дәлдікпен өлшененіп бос ыдыстың массасы шегеріледі.

Ерітінді қоспаның орташа тығыздығы келесі формуламен есептелінеді:

p=m-m₁/1000,

мұндағы     m- сауыттың ерітінді қоспасымен бірге массасы (г);

               m₁ - сауыттың массасы(г).

        Орташа тығыздықтың көрсеткіші ретінде 3 сынақ нәтижесінің орташа арифметикалық мәні алынады.

      Сынау нәтижелерін оқушы өз журналының 7.1 кестесіне толтырады.

Ерітінді қоспасының тығыздығын анықтау нәтижелері

7.1-кесте

Материал	Сауыттың массасы, г	Сауыттың ерітінді қоспасымен массасы, г	Ерітінді қоспаның массасы, г	Ерітінді қоспаның тығыздығы, г/см3
1	2	3	4	5

№3 - Тапсырма: Құрылыс ерітіндісінің маркасын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: гидравликалық пресс,   

7,07х7,07х7,07 см құрылыс ерітінді үлгісі.

Жүмыс барысы: Үлгілер темір қалыптарда дайындалады. Формалар алдын ала машина майымен майланады. Сонан соң сыналатын құрылыс ерітіндісімен толтырылады. Лай бірінші рет 4 см биіктік қабатымен салынып 12 рет темір стерженьмен нығыздалады. Екінші қабат осылайша толтырылып нығыздалады. Мұнан кейін қалыптың бетіндегі артық лай пышақпен сылынып тегістеледі. Дайындалған үлгілер t⁰=20±5⁰С, салыстырмалы ылғалдылығы 90% бөлмеде 24 сағат сақталады.

     Сынау алдында үлгілердің негізгі өлшемдері, салмағы анықталады. Гидравликалық престе қиратқыш күштің көбеюі 1 секундта 3% -дан көп болмауы керек.

Сығуға беріктілік шегі, R_сығ, кгк/см², келесі формумен анықталады:

R_сығ= ,

мұндағы Р-қиратушы күш (кгк); Ғ-үлгінің үстіңгі және астыңғы аудандарының орташа арифметикалық мағынасы ретіндегі есептелген көлденең ауданы (см²).

       Нәтижелерді оқушы өз журналының 7.2 кестесіне толтырады.

Беріктікті анықтау нәтижелері

7.2-кесте

№	Үлгі ауданы, см2	Қирату жүктемесі, кгк	Сығуға беріктік шегі, кгк/см2
1	2	3	4
1
2
3

№8 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

Ауыр бетонға арналған толтырушылардың сапасын анықтау.

        Жұмыстың мақсаты: құм мен қиыршық тастардың дәндік құрамын анықтау. Толтырушылардың сапасын зерттеу. Алынған нәтижелердің дұрыстығын бағалау.

     Толтырушылар – қандай да бір дәнді құрамы бар табиғи және жасанды материалдар, олар байланыстырғыш заттармен рационалды жасалған қосынды түрінде ереітнді немесе бетонды қалыптастырады. Ол бетонда жалпы көлемнің 80-90 % алады және бетонды қоспаның технологиялық қасиеттеріне және қатқан бетонның сапасына айтарлықтай әсер етеді.

      Толтырушыларды районалды қолдану - байланыстырғыш заттардың шығынын азайтуға, цементті бетондардың отыруын азайтуға, жоғары берік толтырушыларды қолдану есебінен беріктігі мен шымырлық модулін азайтуға, бетонның тығыздығы мен жылу өткізгіштігін азайтуға және осы мақсатқа жету үшін жеңіл қуысты толтырушыларды қолдану, өте ауыр және гидрадты толтырушылардағы арнайы бетондарды радиациядан қорғану үшін өндіруге мүмкіндік береді.

Дәндердің формасының сипатына байланысты толтырушылардың келесідей топтарын бөледі:

§   Үшкіл, кедір бұдырлы формадағы дәндер, ол тау жыныстарын, гравий немесе жасанды материалдар  (қиыршық тастар, ұсақталған қалдықтардың құмынан, аглопорит және т.б.);

§   Дөңгелек формадағы дәндер  (гравий, табиғи құм және т.б.).

     Толтырушылардың дәндерінің формасы бетонды және ерітінді қоспаларды ыңғайлы қалануына әсер етеді. Пластинка түріндегі, созылған дәндер қатаң түрде бағытталған, горизонталь жағдайда қаланады және ол бетонның құрылымына біртекті емес құрылым, ал қасиеттеріне – анизотроптылық, яғни әр түрлі бағыттағы бірдей еместілік болып табылады. Сондықтан дәндердің құрамы стандарттармен шектеледі.

Толтырушылардың дәндік құрамын тесіктері 80(70); 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; және 0,16 мм. Болатын он електен тұратын стандартты жиынтықтан иленген үлгі нәтижелері бойынша анықтайды.

      Ірі және ұсақ толтырушы арасындағы бөлінудің шегі 5 мм дәннен өтеді:

§  ұсақ (құм) дәннің өлшемі  5 мм дейін;

§  ірі  (гравий және қиыршық тас) дәндердің өлшемі 5-80(70) мм.

Үлкен құрылымдарды бетондау кезінде ірілігі150 мм дейінгі гравий мен қиыршық тастарды қолданады. Кейде дәндік құрамды фракционды және гранулометрикалық деп атайды.

     Толтырушыларды пайда болу көзіне байланысты үш топқа бөлуге болады:

§  табиғи (органикалық емес – гранит, диабаз, диорит, әктас,

жанартаулық туф, пемза, кварцит, мрамор; органикалық – ауыл шаруашылық өнімдерін және полимерді материалдарды қайта өңдеу қалдықтары);

§  жасанды (керамзит, шлактан жасалған пемза, күйдірілмеген күлді

гравий, аглопорит)

§  өндірістің қалдықтарынан алынатын (металлургиялық және отын қоқыстарынан, ЖЭС күлдерінен, күлқоқысты қоспалар, кірпіш бойлары).

     Дәндердің тығыздығы (ρ_з) бойынша толтырушылар келесідей топтастырылады:

§  тығыз толтырушылар, дәндердің орташа тығыздығы 2000 кг/м³ жоғары және ол ауыр (жай) бетондарға арналған;

§  қуысты (жеңіл), дәндердің тығыздығы 2000 кг/м³  (әдетте 1600-1400 кг/м³) қуысты құрылымды және жеңіл бетондар немесе жылузоляциялық материал ретінде қолдануға арналған.

     Толтырушылардың беріктігі бетонның беріктігіне әсер етеді. Беріктік бойынша талаптарды тек ірі толтырушыларға және ауыр бетондарға белгілейді және ол бетонның беріктігінен 1,5-2 есе жоғары болуы қажет.

Толтырушылардағы зиянды қоспалар ретінде органикалық, шаң тәріздес және балшықты қоспалар және т.б. олар толтырушының цементті тастармен жанасуына кедергі келтіреді, аязға төзімділігін азайтады, эксплуатация кезінде бетонның қирауына алып келеді. Зиянды қоспалардың саны стандарттармен анықталады.

№1 - Тапсырма: Бетонның ұсақ толтырушысының дәнді құрамын анықтау.

Бетонның ұсақ толтырушылары (құм) – табиғи және жасанды дәнді материал. Табиғи құмдар  әр түрлі тау жыныстарының желденуі нәтижесінде қалыптасты (магмалық, метаморфтық, шөкпелі). Табиғи құмдар жатқан жерінің жағдайларына байланысты өзен, теңіз және тау құмдары бола алады. Теңіз және өзен құмдары – дәндерінің формасы дөңгелек, ал тау құмдары үшкіл дәнді, ол бетонмен жақсы жанасуды қамтамасыз етеді. Тау құмдары әдетте қоспалармен араласпаған.

Жасанды өндірістік қиыршық тастардың қалдықтарымен немесе өндірістің немесе жасанды қуыстылықты толтырушыларды ұсақтау нәтижесі болып табылатын өнім. Құмның қасиеттері – ол алынған материалдың қасиеттеріне байланысты: дәнді құрамы, зиянды қоспаларының болуы, сонымен қатар ірілендіру модулі.

Құмның ең басты қасиеті – оның дәндік құрамы болып табылады. Ауыр бетондағы ұсақ толтырушылар ретінде құм пайдаланылады, оның дәндерінің өлшемдері 0,16-5 мм  және тығыздығы 1,8 г/см3 жоғары болуы қажет.

          Бетонды дайындауға арналған құмның сапасы минералды құрамымен, дәндік құрамымен және зиянды қоспалардың болуымен анықталады.

          Құмның дәнді құрамын (гранулометрикалық) кептірілген орташа үлгілерді (1000 г) өлшемдері  5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм електердің стандартты жиынтығынан өткізеді. Құмның ұсақ бөлшектерінің (шаң) өлшемі  0,16 мм төмен болып есептеледі. Құмда өлшемдері 5-тен10 мм-ге  гравий дәндері 5% аспауы қажет, ал  10 мм жоғары дәндер – болмауы қажет.

Құмның ірілігін бағалау үшін өлшеусіз көрсеткішті қолданады – ірілендіру модулі. Ол електердегі барлық қалдықтар сомасының 100 деп қабылданған жалпы үлгілерге қатынасы арқылы анықталады.

Құмды дәндік құрамына байланысты ірі, орташа және ұсақ деп топтастырады.

Ірілігі бойынша құмдарды топтау

8.1-кесте

Құм топтары	0,63 мм торы бар електегі барлық қалдық, %	Ірілендіру модулі
Ірі	50-75	3,5-2,5
Орташа	35-50	2,5-2
Ұсақ	20-35	2-1,5

Құмның құрамындағы шаң тәріздес, балшықты және басқа бөлшектердің болуы келесі мәндерден аспауы қажет: табиғи - 3%; қалдықтардан ұсақталғаны 5 %.

Материалдар: кварц құмы.

Құралдар мен жабдықтар: зертханалық техникалық таразы, диаметрі 0,16; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5 және 5 мм болатын стандартты електердің жиынтығы

         Жұмыс барысы:  Тесіктердің диаметрі 5 мм болатын електерден өткен құмның үлгілерінен 1000 г  ілмені таңдап, төмендеу бойынша орналастырылған 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 електер жиынтығы бойынша қолмен немесе механикалық жолмен иленеді. Егер елек бойынша 1 мин ішінде таза қағаз бетіне иленетін ілменің жалпы массасының 0,1 % дейінгі құм дәндері өтсе, илеу орындалды деп есептеледі.

         Әрбір електегі құмның қалдықтарын өлшейді және 0,1 % дейінгі дәлдікпен әрбір електегі жеке қалдықтарды келесі формула бойынша есептейді:                                a_i= (m_i/m)·100,

мұндағы a_i – жеке қалдық, %; m_i – осы електегі қалдықтың массасы, г; m – иленетін ілменің массасы, г.

         Әрбір електегі анықталған жеке қалдықтардың мәндері арқылы барлық қалдықтарды есептейді, %: 

А_i= а_2,5 +…+ a_i ,

         мұндағы а_2,5 +…+ a_i  – үлкен өлшемді тесіктері бар барлық електердегі жеке қалдықтар және осы електегі қалған қалдықтар, %.

         Себу нәтижелерін 8.2-кестеге толтырады.

Електердегі жеке және барлық қалдықтар

8.2-кесте 

Көрсеткіштер	Електегі қалдық: өлш.бірлігі	Елек тесіктерінің өлшемі, мм					Електен өтті, 16 мм
		2,5	1,25	0,63	0,315	0,16
Жеке қалдықтар	г
	%
Барлық қалдықтар	%
МЕМСТ бойынша рұқсат етілген барлық қалдықтар	%	0-20	15-45	35-70	75-90	90-100

  Електердегі барлық қалдықтардың нәтижелері бойынша құмды себудің қисығын сызады, ол 8.1-суретте көрсетілген.

Бақылау електеріндегі барлық қалдықтар, % массасы бойынша	0
	20
	40
	60
	80
	100

0	0,16	0,315	0,63	1,25	2,5	5,0
Бақылау електері тесіктерінің қисығы, мм

8.1сурет.     Құмның гранулометрикалық құрамының қисығы

Құмның дәндік құрамын (зерновой состав) бағалау мен оның бетонды дайындау үшін жарамдылығын анықтау үшін илеудің нәтижелерін (барлық қалдықтар бойынша) суреттен (8.2-сурет)  графикке ауыстырады және ауыр бетон үшін құмның ең тиімді құрамын анықтайды.

                                                           

8.2- сурет.     Құмның дәндік құрамының графигі

Сыналатын құмның дәндік құрамын сипаттайтын қисық графиктің штрихталған бөлігінде орналасса, онда бұл сыналатын құм бетон дайындау үшін жарамды болып есептеледі. Егер қисық штрихталған бөліктің жоғарғы жағында орналасса, онда құм – ұсақ, ал төменгі жағында орналасса – ірі болып есептеледі. Бетон мен ерітінділерге арналған құмдарда өлшемі 10 мм жоғары дәндердің болуына рұқсат етілмейді. Өлшемі 5-тен10 мм-ге дейінгі дәндер массааы бойынша 5 %-дан жоғары болмау қажет. № 016 електен өткен ұсақ бөлшектердің саны 10 %-дан жоғары болмауы қажет.

           Құмның дәндік құрамын 0,1 дейінгі дәлдікпен ірілендіру модулін келесі формула бойынша анықтайды:           

                                 М_к=(А_2,5+А_1,25+А₀₆₃+А₀₃₁₅+А₀₁₄)/100,                               (32)             

мұндағы А_2,5, А_1,25, А₀₆₃, А₀₃₁₅, А₀₁₄ – електердегі барлық қалдықтар, %.

          Құрылыс жұмыстары үшін құмдар (ГОСТ 8736-93) дәндік құрамына байланысты кесте 30 көрсетілген топтарға бөлінеді.

Дәнді құрамы бойынша құмды сыныптау

8.3-кесте 

Құмның топтары	Мк	№ 063 елегі бойынша барлық қалдық, % массасы  бойынша	Сумен қажеттілігі, %
Ең ірі Ірілендірілген Ірілеу Орташа Ұсақ Өте ұсақ Майда Өте майда	3,5 жоғары 3,0…3,5 2,0…3,0 2,0…2,5 1,5…2,0 1,0…1 ,5 0,7…1,0 0,7 дейін	75 жоғары 65…75 45…65 30-45 10-30 до 10 нормасыз нормасыз	4…6 4…6 6…8 8…10 және жоғары 10 жоғары

ШЕШІМІ:______________________________________________________

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

№2-Тапсырма: Бетонға арналған ірі толтырушы – қиыршық тастардың дәндік құрамын анықтау.

     Бетонға арналған ірі толтырушы (қиыршық тас, гравий) – өлшемдері 5…80(70) мм болып табылатын дәнді материал.

      Қиыршық тас – жасанды тастарды, ірі қиыршық тастарды (гравий), қойтастарды, тау жыныстарын ұсақтау нәтижесінде алынатын материал. Қиыршық тастардың бөлшектрінің формасы бұрыштау келген және сыртқы қабаты кедір-бұдырлы, дамыған болып табылады, сондықтан гравийға қарағанда, қиыршық тастарда цементті тастармен жанасуы жоғары болып табылады. Жоғары берік бетонды алу үшін қиыршық тастрды қолдану жақсырақ.

      Табиғи қиыршық тас (гравий) су құйылған сынықтардың  борпылдақ қоспасын көрсетеді. Қиыршық тастардың (гравий) дәндері дөңгелек формасымен және жұмыр сыртқы қабатымен ерекшеленеді. Цементті тастармен жеткіліксіз жанасуына байланысты, әдетте беріктік шегі  30 МПа жоғары бетондарда қолданылмайды. Тығыз толтырушылардың үйілмелі тығыздығы ρ_нас >1200кг/м³, ал ауыр бетон үшін қолданылатын қуысты  толтырушылар тығыздығы ρ_нас <1200кг/м³.

      Ірі толтырушының сапасы алынған материалдардың қасиеттері мен минералды құрамына, дәнді құрамына, дәндердің формасына және зиянды қоспалардың құрамына байланысты.

      Ірі толтырушының дәндік құрамы одан жасалған бетонның сапасына айтарлықтай әсер етеді. Бетонға арналған ірі толтырушының діндік құрамын таңдағанда келесі негізгі тұжырымды қолдану қажет: ірі толтырушыда қуыстардың ең аз көлемін алу, және белгіленген марка бойынша цементтің ең аз шығынын алу болып табылады.

Жұмыс барысы.

Материалдар: қиыршық тастар.

Жабдықтар мен құрылғылар: зертханалық техникалық таразы, диаметрі 5, 10, 20, 40, 70 мм болатын стандартты електердің жиынтығы.

        Әдістің мақсаты – ірі толтырушыны стандартты електерде илегеннен кейін қалған жеке және барлық қалдықтарды анықтауға негізделген.

        Жеке қалдықтар  деп пайызбен есептелген елек арқылы өтпеген дәндер массасының толтырушы үлгісінің жалпы массасына қатынасы (а) болып табылады.

        Барлық қалдықтар деп осы електегі және үлкен өлшемді (А) тесіктердегі барлық қалдықтардың сомасын айтады.

        Илеудің алдында массасы 5 кг толтырушының үлгісінің салмағын анықтайды. Електердің жиынтығын тесіктері ірі електерді тесіктері ұсақ електердің үстіне орналастырып жинайды. Тесіктердің диаметрі 70 мм болатын елекке толтырушының үлгісін салады және қолмен немесе механикалық жолмен себуді жүзеге асырады.

        Илегеннен кейін әрбір електегі қалдықтардың салмағын анықтайды, пайызбен есептелген жеке (а₅, а₁₀, а₂₀, а₄₀) және барлық (А₅, А₁₀, А₂₀, А₄₀) қалдықтарды анықтайды, және қиыршық тастардың ең үлкен және ең кіші ірілігін анықтайды.

        Жеке қалдықтар, %:     

                                         a_i= (m_i/m)·100,                                                  

мұндағы    a_i – жеке қалдық, %;

         m_i – електегі қалдықтың массасы, кг;

         m – иленетін ілменің массасы, кг.

       Әрбір електегі анықталған жеке қалдықтардың мәндері арқылы барлық қалдықтарды есептейді, %: 

                                             А_i= а₇₀ +…+ a_i ,                                                     

мұндағы    а₇₀ +…+ a_i – үлкен өлшемді барлық електердегі жеке қалдықтар және осы електегі қалдықтар,  %.

Нәтижелерді 8.4-кестеге толтырады.

Қиыршық тастардың дәнді (гранулометрикалық) құрамын анықтау нәтижелері

8.4-кесте                                                              

Көрсеткіштер	Өлшем бірлігі ,	Елек тесіктерінің диаметрі, мм					5  мм електен өткені
		80	40	20	10	5
Жеке қалдықтар	г
	%
Толық қалдықтар	г
	%

         Толтырушының ең ірі өлшемі ретінде  (D_ірі) иленетін үлгідегі барлық қалдық 5 % аспайтын илеу тесіктерінің өлшемдері қабылданады, ал ең кіші  өлшемі ретінде (D_ұсақ)  – төменгі илеудегі барлық қалдық 95% кем болмайтын илеудің алынады.

Сонымен қатар, келесі мәндерді есептейді   

                                0,5(D_ірі + D_ұсақ) және 1,25 D_ірі.                                    

Зерттеліп отырған қиыршық тастардың гранулометрикалық құрамын стандартты талаптармен салыстыру

8.5-кесте                         

Атауы	Елек тесіктерінің диаметрі, мм
	d, мм	d + D 2           мм	D, мм	1,25 D мм
Барлық қалдықтары, %
МЕМСТ бойынша рұқсат етілген барлық қалдықтар	95-100	40-70	0-5	0

          Гранулометрикалық құрамды анықтаудан алынған нәтижелер бойынша қиыршық тастарды себудің графигін салу қажет (8.3-сурет) және оның ауыр бетонды толтырушы ретінде қолдануға жарамды екендігі туралы қорытынды немесе құрамды түзету бойынша ұсыныстар жасау.

Електегі барлық қалдықтар,  %	0
	20
	40
	60
	80
	100

                    d                         0,5(d+D)                           D                         1,25D

Елек тесіктерінің диаметрі, мм        

8.3-сурет. Қиыршық тастардың гранулометрикалық құрамының графигі

     Әрбір фракцияның дәнді құрамы немесе фракцияның қоспасы 8.3-кестеде көрсетілген шектерде болуы керек.

Қиыршық тас түйірлерінің дәндік құрамы

8.6-кесте

Бақылау електерінің өлшемі	Dұсақ	0,5(Dұсақ + Dірі)	Dірі	1,25 Dірі
Електердегі толық қалдық, % массасы бойынша	от 90 до 100	от 30 до 80	до 10	до 0,5

8.4-сурет. Қиыршық тастардың дәнді құрылымының графигі

Қиыршық тастрдың дәндік құрамын бағалау үшін нәтижелер бойынша илеудің қисығын сызады және ірі толтырушылардың гранулометрикалық құрамының мүмкін болатын ауытқуларының стандартты облыстарымен салыстырады (8.4-сурет).

№2-Тапсырма: Қиыршық тастардың құрамындағы пластинка     

                               және ине тәріздес дәндерді анықтау

       Әдістің мақсаты – қалыңдығы немесе ені ұзындығынан үш немесе одан да көп есе үлкен қиыршық тастарды қолмен таңдап алу.

       Қиыршық тастардағы пластинка формасындағы дәндердің құрамын анықтау -  10…20 мм қиыршық тастар түйірлері үшін жүргізіледі. Ол үшін массасы 1 кг ілме таңдап алынады. Алынған ілмеден өлшемі үш немесе одан да көп есе үлкен өлшемі бір (қалыңдығы мен ені) дәндерді таңдап алады.

         Таңдап алынған пластинка және ине тәріздес дәндердің салмағын анықтайды, сонымен қатар бөлек – қалған дәндерін өлшейді.

         Пластинка және ине тәріздес дәндерінің құрамы, %:

                                          П=m/(m+m₁)×100,                                              

         мұндағы      m – пластинка және ине тәріздес дәндерінің массасы, г;

                              m₁ – қалған дәндердің массасы, г.

Қиыршық тастарды дәндерінің формасына байланысты үш топқа бөледі     (34-кесте).

. Қиыршық тастардағы пластинка формасындағы дәндердің шекті көрсеткіші

8.7-кесте

Дәннің формасына байланысты қиыршық тастарды топтастыру	Пластинка және ине тәріздес дәндердегі максималды құрамы, массасы бойынша, кем емес
Сумен құйылған	10
Куб тәріздес	15
Жақсартылған	25
Қарапайым	35

Қиыршық тастың гранулометрикалық құрамы туралы тұжырымдар мен қорытындылар:                                                                                                

Зерттеулердің нәтижелері бойынша зерттеліп отырған қиыршық тастардың үлгілерін сыныптап және олардың әр түрлі мақсаттағы ауыр бетонды дайындауға арналған ірі толтырушы ретінде қолданылуы туралы қорытынды жасау болып табылады.

Өзіндік жұмысқа арналған тапсырмалар

Қиыршық тастың гранулометрикалық құрамын қалай жақсартуға болады?     

Құмның  гранулометрикалық құрамын қалай жақсартуға болады?                   

_______________________________________________________________

Зерттеліп отырған құмның ірілендіру модулін қалай анықтайды?___________   ______________________________________________________________

_______________________________________________________________ 

__________________________________________________________________

Толтырушылар бойынша тесттер

1.     Неліктен бетонды алу үшін қолданылатын құмның құрамында балшық және шаң тәріздес қоспалардың болуы шектетіледі?

1.Бұл қоспалар құмның қуыстылығын және цементтің шығынын жоғарылатады

2.Бұл қоспалар бетондық қоспаның суға қажеттілігін жоғарылатады және құмның цементті тастармен тіркесуіне кедергі жасайды

3.Бұл қоспалар бетонның иілімділігін нашарлатады

4.Бұл қоспалар бетонның беріктігін жоғарылатады.

2.  Бетон құрамындағы толтырушылар қандай рөл атқарады?

1.Бетонды қоспаның иілімділігі мен біртұтастығын жоғарылатады, салу мен тығыздалуының жоғары сапасын қамтамасыз етеді

2.Бетонның қату процесін жылдамдатады және қажетті беріктік жиынтығын қамтамасыз етеді

3.Бетонның қатті қаңқасын құрады, оның қату кезіндегі «отыру» деформациясын төмендетеді, оның тығыздығы мен беріктігін қамтамасыз етеді

4.Бетонның су сіңіруін азайтады және аязға төзімділігін жоғарылатады

3. Құмның қуыстылығын қандай көрсеткіштермен анықтауға болады?

1.Үйілген тығыздық пен құм дәндерінің тығыздығы бойынша.

2.Салмақтандыру жазықтығы және ірілендіру модулі бойынша.

3.Құмның суға қажеттілігімен.

4.Құмды илеу кезіндегі бақылау електерінде қалған барлық қалдықтар арқылы.

 4.  Құмды илеу кезіндегі бақылау електерінде қалған барлық қалдықтар неге тең?

1.Осы електегі және тесіктерінің өлшемі кіші барлық електердегі жеке қалдықтардың сомасына;

2.Осы електегі және тесіктерінің өлшемі үлкен барлық електердегі жеке қалдықтардың сомасына;

3.Барлық жеке қалдықтарды електердің санына бөлінген сомаға;

4.Барлық жеке қалдықтарды електердің санына көбейтілген сомаға;

5.  Құмның ірілендіру модулі дегеніміз не?

1.Пайызбен есептегендегі барлық жеке қалдықтарды 100 бөлуден алынған жеке бөлік.

2.Пайызбен есептегендегі барлық жеке қалдықтарды 100 бөлуден алынған жеке бөлік.

3.Тесік өлшемдері 0,63 мм болатын електегі барлық қалдықтардың сипаттайтын көрсеткіш.

4.Құм дәндерінің мм есептегендегі максималды өлшемін сипаттайтын көрсеткіш.

Бақылау сұрақтары

1. Ауыр бетонды алу үшін қолданылатын қиыршық тастарды өндіру үшін шикізат ретінде қандай тау жыныстары пайдаланылады?

1.Әктас, гранит, мрамор, трахит

2.Әктас, песчаник, мрамор, кварцит, сланцы

3.Мрамор, известняк, трахит, кварцит, порфир, порфирит

4.Әктас, гранит, мрамор, диатомит

2.Қиыршық тастардың кесектеріндегі дәндік құрамы немен сипатталады?

1. Қиыршық тастар дәндерінің өлшемдерімен

2. 10 мм електегі барлық қалдықтармен

3. 5 мм кем ұсақ фракцияның құрамымен

4. 20 мм жоғары ірі фракция құрамымен

    3. Қиыршық тастар балшықтардың болуы неге алып келеді?

1. Бетондық қоспаның иілімділігін азайтуға

2. Бетондық қоспаның иілімділігін арттыруға

3. Бетонның беріктігінің азаюына

4. Бетонның беріктігін арттыруына

4. Қиыршық тастардың қуыстылығы цементтің шығынына қалай әсер етеді?

1. Цементтің шығынын жоғарылатады.

2. Цементтің шығынын азайтады.

3. Ешқандай жағдайда әсер етпейді.

4. Қиыршық тастардың қуыстылығы тұрақты көрсеткіш.

5.Табиғи толтырушылардың ұнтақталған толтырушылардан айырмашылығы неде?

1.Дәндердің формасы мен өлшемдерінде

2.Дәндердің сыртқы қабатында

3.Қуыстардың болуында

4.Су сіңіруінде

6. Ірі толтырушыларды қандай фракцияларға бөледі?

1.   5-15, 15-30, 30-50, 50-70

2.   5-10, 10-20, 20-40, 40-70

3.   5-20, 15-30, 40-50, 50-70

4.   10-15, 15-25, 30-40, 40-60

7.Сапалы толтырушы алу үшін қиыршық тас дәндерінің формасы қандай болу қажет?

1.Пластинка формасында     

2.Куб  формасына жақын

3.Ине  формасында           

4.Параллелепипед формасына жақын

№9 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС.

БЕТОНДАР.

     Бетон деп байланыстырғыш заттан, судан және табиғи жасанды текті минералды толтырғыштардан тұратын дұрыс іріктеп алынған, мұқият араластырылған жіне тығыздалған қоспаның қату нәтижесінде алынған жасанды тас материалдарды айтады.

№1 - Тапсырма: Сынақ илеуін дайындау және бетон қоспасының жылжымалылығын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Өлшеуіш металл сызғыштар, курекше, Ø 16 мм темір стержень, дөңгелектелінген ұштары бар ұзындығы 600 мм стержень, стандартты конус-биіктігі 300 мм, жоғары кернеуінің Ø 100 және төменгісі 200 мм конус түрінде металлдан жасалған қалып, цемент, құм, киыршақ тастар (щебень).

   Жүмыс барысы: Жайылу қабілеттілігі – бетон лайының бетондалатын бұйымының формасына толуы және ауырлық күші немесе сыртқы механикалық әсерлерден нығыздалу қабілеті. Бетон лайының бұл қасиеті жылжымалылық қабілетімен бағаланады.

    Құмның өлшенген мөлшерін алдын ала ылғалды шұберекпен астау беттерін сүрткеннен кейін, жайғастырып цементтің қажетті мөлшерін салып араластырады.

    Араласқан құммен цемнт түрлері біркелкі түске айналғанда қиыршақ тастарды салып ортасын шұңқырлатып судың жартысын құйяды. Мұқият араластырып қалған суды құйып кұрекшемен араластыру ұзақтығы 5 минут құрау қажет.  

    Бетон лайының жылжымалығы стандарт конустың көмегімен анықталады. Тәжірибенің басында қалыпты ішкі жағынан сумен ығалдап сүртіп алады, сонан соң ылғал өткізбейтін қабаттың үстіне қояды (линолеум немесе қалыңтырдың үстіне). Бетон лайы қалыптың жоғарғы жағынан тең қабат түрінде салынып, әр қабат 25 рет нығыздалады.

    Қалыпқа салынғаннан кейін, қоспаның артығы металлдан жасалынған сызғышпен тегістеледі. Сонан соң қалыпты вертикаль жағдайда жоғары көтеріп алады. Қалыптан босатылған бетон қоспасы өз салмағымен шөге бастайды. Босатылған қалыпты конус тәріздес шөккен бетон қоспасының қасына қойып, айырмашылығын сызғышпен өлшейді. Конустың шөгуін /КШ/ екі рет анықтап, оның орташа арифметикалық шамасын алады. Екі өлшемнің айырмашылығы бір-бірінен 2 мм –ден аспауы керек. Конустың шөгуінің мәні бетон қоспасының жылғыштық қасиетін сипаттайды. Жылғыштық қасиетіне байланысты бетон қоспасы қатаң және өте қатаң бетон (КШ-0 см), аз жылжитын (КШ- 1–3 см), жылжитын (КШ- 4–15 см) және құйылатын       (КШ- 15 см)  болып бөлінеді.

Тәжірибе қорытындысын оқушы өз журналына келтіріп жазады.

№2 - Тапсырма: Бетон қоспасының қатаңдығын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Өлшемі 200х200х200 мм тең металл қалып, стандартты конус, тербеліс столы, секундомер, толтырғыштың ең үлкен ірілігі (фракциясы) 40 мм дейін түйірлері бар бетон қоспасы.

   Жүмыс барысы: Өлшемі 200х200х200 мм тең, металдан жасалған куб түріндегі қалып тербеліс столының үстіне қатайтылып қойылады. Қалыптың ішіне стандартты конусты орналастырып, ішін бетон лайымен толтырады.     

     Содан соң қалыпты жәймен көтеріп алып, тербеліс столын және секундомерді бір уақытта қосу керек. Бетон қоспасы қалыптың ішіне толық жайылып болған уақытта тербеліс столымен бірге секундомерді тоқтатады. Қалыптағы бетон қоспасының тегіс жайылуына кеткен уақытты (сек) 1,5 коэффициентіне көбейтіндісі бетон қоспасының қатаңдығын сипаттайды.

    Бетон қоспасы қатаңдығына байланысты келесі түрлерге бөлінеді:

-         Аса қатаң – 200 сек;

-         Қатаң бетон – 30-200 сек;

-         Аз қатаңды бетон – 15-25 сек.

Тәжірибе қорытындысын оқушы өз журналына келтіріп жазады.

№3- Тапсырма: Бетон маркасын анықтау.

    Материалдар мен құрал - жабдықтар: Өлшемі 150х150х150 мм тең металл қалып, стандартты конус, тербеліс столы.

 Жүмыс барысы: Үлгіні дайындау үшін қабырғалары алмалы –салмалы шойын немесе құрыштан жасалған 15х15х15 см –лік қалыптар қолданылады. Бетон қоспасын қалыпқа салар алдында оның ішін жақсылап сүртіп , майлайды. Дайын бетон қоспасын қалыпқа 15 минут аралығында салу қажет. Бетон қоспасын қалыптың ернеуінен сәл асыра салады, осыдан кейін тербеліс столының үстіне қойып шөгуі тоқтағанға дейін нығыздайды. Нығыздау уақыты алдын ала анықталған қатаңдық қасиетінің мәнінен 30 секунд артық есебімен алынады. Қалып бетон үлгісімен бірге  t⁰=16±5⁰С  температурада 1 тәулік сақталады.

     Сонан соң, үлгі қалыптан алынып, камера ішінде t⁰=20±5⁰С  температурада, 90% кем емес салыстырмалы ылғалдылықта сынаққа дейін сақталады. Сынақ алдында үлгіні камерадан алып, сүртіп, өлшеу арқылы көлденең кесіндісінің ауданын табады.

Үлгіні сығылуға сынау гидравликалық прессте жүргізеді.

     Прессте сынағанда текше – үлгі күш өлшегіш тілінің көрсетулері бақыланып, толық қирағанға дейін оған үздіксіз және біркелкі 0,2-1мПа жүктеме беріледі. Сынау барысында қол жеткізілген ең үлкен күшті қирату жүгінің шамасы ретінде (Р) қабылданады жіне әрбір үлгінің беріктік шегі келесі формуламен есептеледі, кгк/см² (мПа),

R^б_сығ =P_қир /F,

мұндағы  P_қир - қирату жүгі;

F  -  орташа жұмыс ауданы.

Мысалы: R^б_сығ = 18,9мПа – М-150;  R^б_сығ = 14,1мПа –М-100;     

                R^б_сығ = 20,8 мПа – М-200.

Тәжірибе қорытындысын оқушы өз журналына келтіріп жазады.

Резюме

В статье автор представляет

Әдебиеттердің бибилиографиялық тізімі

         1.         Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учеб. пособие. -  М.: ИНФРА-М, 2003. – 219 с.

         2.         Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – М.: Высш. шк., 2002. – 367 с.

         3.         Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. – М: Высшая школа, 2003. – 700 с.

         4.         Строительные материалы: Учебно-справочное пособие. –Ростов-на-Д: Феникс, 2005.- 608 с.

         5.         Микульский В.Г. Строительные материалы (материаловедение и технология): Учеб. пособие. - М.: АСВ, 2002. - 536 с.

         6.         Горчаков Г.И. Баженов Ю.М. Строительные материалы. - М.: Высшая школа, 1986. - 688 с.

         7.         Горбунов Г.И. Основы строительного материаловедения (состав, химические связи, структура и свойства строительных материалов). – М.: АСВ, 2002. – 168 с.

         8.         Белов В.В., Петропавловская В.Б., Шлапаков Ю.А. Лабораторные определения свойств строительных материалов: Учеб. пособие. – Тверь: Тверской гос. техн. ун-т, 2002. – 111 с.

         9.         Попов К.Н., Каддо О.В., Кульков О.В. Оценка качества строительных материалов. – М.: Высш. шк., 2004. – 287 с.

      10.       Сергеев, А.Г. Метрология: Учебное пособие для вузов / А.Г. Сергев, В.В. Крохин. – М.: Логос, 2000. – 408 с.

      11.       Наназашвили, И.Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник / И.Х. Наназашвили. – М.: Высшая школа, 1990. – 495 с.

      12.       ГОСТ 2140. Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения.

      13.        ГОСТ 6139. Песок стандартный для испытаний цемента. Технические условия.

      14.        ГОСТ 8267. Щебень из природного камня для строительных работ. Технические условия.

      15.       ГОСТ 11503. Битумы нефтяные. Метод определения условной вязкости.

      16.        ГОСТ 11505. Битумы нефтяные. Метод определения растяжимости.

      17.        ГОСТ 11506. Битумы нефтяные. Метод определения температуры размягчения по кольцу и шару.

      18.        ГОСТ16483.0. Древесина. Общие требования к физико-механиче­ским испытаниям 17.

19         ГОСТ 16483.18. Древесина. Метод определения числа годичных слоев и содержания поздней древесины в годичном слое

20         Ермекбаева Р.Б.  Строительное материаловедение: Учебное пособие-

Алматы.:  Каз ГАСА, 2007.