Определение прочности

Прочностью называют свойство материала сопротивляться разрушению под действием внутренних напряжений, возникающих от внешних нагрузок. Под воздействием различных нагрузок материалы в зданиях и сооружениях испытывают различные внутренние напряжения (сжатие, растяжение, изгиб, срез и др.)

Прочность является важным свойством большинства строительных материалов, от её значения зависит нагрузка, которую может воспринимать данный элемент при данном сечении. Если материал обладает большей прочностью, то размер сечения элемента может быть уменьшен.

Прочность строительных материалов характеризуется пределом прочности при сжатии, при изгибе и при растяжении, её определяют путём испытания образцов в лаборатории на гидравлических прессах или разрывных машинах.

Пределом прочности при сжатии материала называют напряжение, соответствующее нагрузке, при которой происходит разрушение образца материала. Предел прочности при сжатии Rсж, МПа, определяют по формуле

Rсж = F/A (3)

где F – разрушающая нагрузка, Н; А – площадь поперечного сечения образца см²

Для определения предела прочности при сжатии образцы материала подвергают действию сжимающих внешних сил и доводят до разрушения.

Испытуемые образцы должны быть правильной геометрической формы (куб, параллелепипед, цилиндр). Образцы из природных каменных материалов, имеющих форму кубов, могут быть следующих размеров: 50 ´ 50 ´ 50, 70 ´ 70 ´ 70, 100 ´ 100 ´ 100 мм. Образцы из плотных материалов можно принимать меньшего размера, а из пористых материалов – большего.

Образцы кубической формы изготовляют при помощи специальных дисковых пил. При распиливании камня под лезвие пилы вводят абразивный порошок в смеси с вязкой суспензией из тяжёлой глины.

Для испытания образцов материала на сжатие применяют гидравлические прессы и универсальные испытательные машины. Перед испытанием образец очищают мягкой щёткой или тканью, взвешивают, обмеряют с точностью до 1 мм и устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса точно по её центру. Верхнюю опорную плиту при помощи винта опускают на образец и плотно закрепляют его между двумя опорными плитами. Затем, убедившись в правильности установки образца, включают в действие насос пресса и дают на образец нагрузку, следя за скоростью её нарастания (0,5 – 1 МПа в 1 с). В момент разрушения образца, т. е. в момент наибольшей нагрузки на образец, стрелка остановится и пойдёт обратно. Этот момент необходимо зафиксировать.

Каждый материал испытывают не менее чем на трёх образцах. За окончательный результат принимают среднее арифметическое результатов испытаний трёх образцов. Результаты испытаний как отдельные, так и средние заносят в журнал для лабораторных работ.

Контрольные вопросы для защиты выполненной лабораторной работы

1 Какая зависимость существует между водопоглощением по объему и общей пористостью материала? Всегда ли эта зависимость спра­ведлива?

2 Можно ли ориентировочно определить область применения ма­териала (изделия), если известно его водопоглощение?

3 Влияние влажности на прочность материалов

4 Что такое прочность материала и чем она характеризуется?