Прочность на: Прочность на сжатие

Опубликовано в Разное
/
8 Янв 1970

Содержание

Прочность на изгиб пластика REC

Многие люди знакомые с технологией 3D печати задаются вопросом, насколько прочны изделия сделанные на 3D принтере. Мы в компании REC всегда следим за потребностями наших клиентов и качеством своей продукции, поэтому постоянно совершенствуемся и развиваемся. Очень многие пользователи интересовались вопросом прочности изделий на изгиб. Для некоторых наших клиентов этот вопрос был настолько критичен, что именно показатели прочности на изгиб являлись определяющим фактором для применения 3D печати. Специально для Вас мы обратились в лабораторию для проведения испытаний совместно с АНО “ЦИСИС ФМТ” . В этой статье описаны испытания и их результаты определения прочностных характеристик на изгиб. Для определения характеристик материалов были использованы измерительные приборы: Испытательная универсальная машина 300ST (зав. № ST-AF-00278GB) с датчиком силы №AP49425 (300 кН), срок действия поверки до 28.01.2018 г.

Специально для испытаний мы в REC напечатали на FDM 3D-принтере образцы в форме параллелепипедов с заполнением 100% и с высотой слоя в 0.
2 мм, по 7 штук из каждого вида пластика. Их толщина 3 мм, ширина 13 мм, длина 60 мм. Испытания стандартными методами для изгибных свойств неармированных и армированных пластмасс и электроизоляционных материалов ASTM D790 – 03. Образец устанавливают на опорную плиту в нижнем захвате и деформируют изгибающим ножом, крепящимся в верхнем захвате машины. Образец изгибается при поднятии нижнего или опускании верхнего захвата.

Определяемые показатели:
  • Прочность при изгибе – σ
  • Модуль упругости при изгибе – Е
  • Максимальная нагрузка, выдерживаемая образцом – F
  • Толщина образца — h
  • Ширина образца — b
  • Длина образца — L
  • Итоги REC Relax

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 230°
  • температура стола — 50°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 40 мм/с
  • обдув — 25%
  • Итоги REC PLA

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 205°
  • температура стола — 45°
  • толщина слоя — 0. 2 мм
  • скорость — 50 мм/с
  • обдув — 100%
  • Итоги REC ABS

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 235°
  • температура стола — 100°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 50 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC Hips

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 235°
  • температура стола — 100°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 50 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC Flex

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 230°
  • температура стола — 95°
  • толщина слоя — 0. 2 мм
  • скорость — 35 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC Eternal

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 230°
  • температура стола — 100°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 50 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC Rubber

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 240°
  • температура стола — 110°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 25 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC Easy Flex

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 235°
  • температура стола — 95°
  • толщина слоя — 0. 2 мм
  • скорость — 25 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоги REC ForMax

    Образцы в виде параллелепипедов были напечатаны на 3D-принтере с характеристиками:
  • заполнение — 100%
  • температура экструдера — 274°
  • температура стола — 95°
  • толщина слоя — 0.2 мм
  • скорость — 45 мм/с
  • обдув — нет
  • Итоговые средние показатели каждого материала

    Рейтинг самых прочных материалов на изгиб:
    1. REC PLA с показателем 94,2 МПа — Первое место
    2. REC Relax с показателем 76,1 МПа — Второе место
    3. REC ForMax с показателем 74,8 МПа — Третье место
    4. REC Eternal с показателем 69,5 МПа
    5. REC ABS с показателем 65,4 МПа
    6. REC Hips с показателем 37,6 МПа
    7. REC Flex с показателем 5,3 МПа
    8. REC Easy Flex с показателем 3,5 МПа
    9. REC Rubber с показателем 3,4 МПа

    Самые прочные металлы на Земле

    Первое качество, с которым ассоциируется у нас металл, это прочность. На самом деле прочность определяется несколькими свойствами, учитывая которые именно сталь и ее сплавы находятся в списке самых прочных металлов.

    Что же такое прочность? Это способность материала выдерживать внешние нагрузки, при этом не разрушаясь. При оценке прочности металла учитывается много параметров и качеств: насколько хорошо металл сопротивляется разрыву, как он противостоит сжатию, каков порог перехода от упругого к пластическому состоянию, когда деформация материала становится необратимой, какова способность материала сопротивляться распространению трещин и т.п.

    Прочные сплавы и природные металлы

    Сплавы представляют собой комбинации разных металлов. Потребность получить самые разные качественные характеристики металлов, среди которых и прочность, привела к появлению различных сплавов. Одним из важных в этом смысле сплавов является сталь, которая представляет собой комбинацию железа и углерода. Итак, какие же металлы принято считать самыми прочными на Земле?

    Поскольку для определения прочности металла необходимо учесть очень много факторов, трудно однозначным образом упорядочить металлы от самого «крепкого» до самого «слабого».

    В зависимости от того, какое свойство считается наиболее важным в каждом конкретном случае, и будет складываться расстановка сил прочности среди металлов.

    Сталь и ее сплавы

    Сталь — это прочный сплав железа и углерода, с добавками других элементов, таких как кремний, марганец, ванадий, ниобий и пр. Благодаря различным системам легирования стали можно получать совершенно разный комплекс свойств новых сплавов.

    Так, высокоуглеродистая сталь — это сплав железа с высоким содержанием углерода — получается прочной, относительно дешевой, долговечной, она хорошо поддается обработке. Из недостатков стоит отметить низкую прокаливаемость и низкую теплостойкость, что делает углеродистую сталь уязвимой в агрессивной среде.

    Сферы применения:

    из углеродистой стали изготавливают различные инструменты, детали машин и сложных механизмов, элементы металлоконструкций. Важным условием применения таких изделий является неагрессивная среда.

    Сплав стали, железа и никеля – один из наиболее прочных сплавов. Существует несколько его разновидностей, но в целом легирование углеродистой стали никелем увеличивает предел текучести до 1420 МПа и при этом показатель предела прочности на разрыв доходит до 1460 МПа.

    Сферы применения: сплавы на никелевой основе используют в конструкциях некоторых типов мощных атомных реакторов в качестве защитных высокотемпературных оболочек для предохранения от коррозии урановых стержней.

    Нержавеющая сталь – коррозионностойкий сплав стали, хрома и марганца с пределом текучести до 1560 МПа и пределом прочности на разрыв до 1600 МПа. Как и все виды стали, этот сплав обладает высокой ударопрочностью и имеет средний балл по шкале Мооса.

    Сферы применения: благодаря своим антикоррозийным свойствам нержавеющую сталь широко применяют в самых разных областях – нефтехимической промышленности, машиностроении, строительстве, электроэнергетике, кораблестроении, пищевой промышленности и для изготовления бытовых приборов.

    Особо твердые сплавы

    Сплавы на основе карбидов вольфрама, титана, тантала обладают твердостью, которой позавидует любой молот Тора.

    Титан – это наиболее растиражированный в средствах массовой информации и кинематографе природный металл, который принято ассоциировать с суперпрочностью. Его удельная прочность почти вдвое выше, чем аналогичная характеристика легированных сталей. Он обладает самым высоким отношением прочности на разрыв к плотности из всех металлов. По этому показателю он обошел вольфрам, вот только по шкале твердости Мооса титан ему уступает. Тем не менее, титановые сплавы прочны и легки.

    Сферы применения: титан и его сплавы часто используются в аэрокосмической промышленности. Из него делают элементы обшивки космических кораблей, топливные баки, детали реактивных двигателей. Активно используют его и в морском судостроении, строительстве трубопроводов для агрессивных сред и в качестве конструкционного материала.

    Вольфрам с его самой высокой прочностью на растяжение среди всех встречающихся в природе металлов часто комбинируют со сталью и другими металлами для создания еще более прочных сплавов. К недостаткам вольфрама можно отнести его хрупкость и способность к разрушению при ударе.

    Сферы применения: вольфрам применяют в металлургии для производства легированных сталей и различных сплавов, в электротехнической индустрии для изготовления элементов осветительных приборов, в машино- и авиастроении, в космической отрасли и химпроме. Сплав вольфрама и углерода (карбид вольфрама) используют для производства инструментов с режущими краями, таких как ножи и дисковые пилы, а также износостойких рабочих элементов горношахтного оборудования и прокатных валков.

    Тантал обладает сразу тремя достоинствами – прочностью, плотностью и устойчивостью к коррозии. Он состоит в группе тугоплавких металлов, как и выше описанный вольфрам.

    Сферы применения: тантал используется в производстве электроники и сверхмощных конденсаторов для персональных компьютеров, смартфонов, камер и для электронных устройств в автомобилях.

    Инновационные сплавы

    Существует ряд сплавов, которые появились совсем недавно, но уже успели завоевать признание благодаря своим «сверхкачествам» и активно используются в аэрокосмической сфере и медицине.

    Алюминид титана – сплав титана и алюминия, который выдерживает высокие температуры и обладает антикоррозийными свойствами, но при этом он довольно хрупкий и недостаточно пластичный. Тем не менее, он нашел свое применение в производстве специальных защитных покрытий.

    Сплав титана с золотом – еще один уникальный материал, который был разработан несколько лет назад группой ученых из университетов США. Основная задача, которая стояла перед учеными, создать материал крепче титана, который можно было бы применять в медицине для производства протезов, совместимых с биотканью. Дело в том, что титановые протезы, несмотря на свою прочность, изнашиваются относительно быстро, их приходится менять каждые 10 лет. А вот сплав титана с золотом оказался вчетверо более прочным, чем те сплавы, что сейчас используются в производстве протезов.

    испытание на прочность, ГОСТ, таблица значений

    Цемент – вяжущее вещество искусственного происхождения. При контакте этого неорганического вещества с водой происходит гидратация, в результате чего образуется цементный камень.

    СодержаниеСвернуть

    Материал широко используется для приготовления бетонов и разнообразных строительных растворов. От класса прочности цемента зависят эксплуатационные параметры готовых бетонных конструкций.

    Предел прочности цемента

    Марка (класс) цемента определяют в соответствии с его пределом прочности при сжатии. Чтобы определить это значение проводятся испытания, в ходе которых образцы затвердевшего цементного камня подвергают разрушению под давлением гидравлического пресса.

    Образцы имеют стандартный размер, т.е., стандартную площадь поперечного сечения. Испытания позволяют зафиксировать показатель давления, при котором образец начинает разрушаться.

    Классификация цементов по группам прочности

    Группа цементов по прочностиТребования к конечной стандартной прочности при сжатии, МПа
    Высокопрочные50 и более
    РядовыеОт 30 до 50
    НизкомарочныеМенее 30

    Строительные конструкции из монолитного и сборного бетона и железобетона в ходе эксплуатации подвергаются различным внешним воздействиям, в первую очередь это:

    • механические нагрузки;
    • воздействие влаги;
    • температурные колебания.

    Внешние факторы влияют на коэффициенты сжатия, растяжения, изгиба каждого конструктивного элемента, при этом существует зависимость между пределом прочности на сжатие и параметрам прочности при растяжении и изгибе.

    Разница между показателями предела прочности при сжатии и предела прочности при изгибе цемента тем выше, чем выше класс материала. К примеру, у цемента класса 32,5 (М400) прочность при сжатии в 7 раз выше прочности при изгибе. Аналогичный показатель у цемента класса 42,5 (М500) составляет 8,3 раза.

    На прочность цемента в составе бетонов отказывает влияние процент воды в смеси, наличие и вид добавок, изменяющих скорость твердения материала.

    ГОСТ прочности цемента

    С 1 сентября 2004 года в Российской Федерации маркировка общестроительных цементов осуществляется согласно ГОСТу 31108-2003. Но в старых документах и многих статьях, размещенных в интернете, часто используется устаревшая классификация по ГОСТу 10178-85.

    Классы по актуальному ГОСТу и устаревшие марки цемента по прочности приведены в таблице:

    Новое обозначениеСтарая маркировка
    22,5М300
    32,5М400
    42,5М500
    52,5М600

    Марка цемента по прочности указывает, какое давление выдерживает материал при измерении показателя в кг/см3. Класс прочности цемента на сжатие соответствует выдерживаемому давлению в МПа.

    Испытание цемента на прочность

    От чего зависит прочность цемента? Данный материал представляет собой многокомпонентное вещество, и на прочность цементного камня после отвердения влияет:

    • состав цемента;
    • микроструктура минералов, из которых изготовлен материал;
    • наличие добавок и их свойства.

    К примеру, прочность белого цемента, который ценится за эстетичность и часто используется в декоративных целях (изготовление скульптур, декоративного кирпича, тротуарной плитки и т.д.) зависит от производителя. Датский завод Aalborg White производит материал прочностью 68-78 МПа, а российские заводы компании Holcim поставляют на рынок белый цемент прочностью 51-57 МПа.

    Ход испытаний

    Цемент набирает прочность в течение 28 суток после приготовления цементно-песчаного раствора. Для проведения испытаний материала изготавливают балочки стандартного формата 40х40х160 мм, при этом раствор готовят из расчета 1 часть цемента на 3 части однофракционного песка. Для определения прочности цемента разных классов испытания также проводятся через 2 или 7 суток твердения.

    Класс прочности цементаПрочность на сжатие, МПа, в возрасте
    2 сут, не менее7 сут, не менее28 сут
    не менеене более
    22,5Н1122,542,5
    32,5Н1632,552,5
    32,5Б*10
    42,5Н1042,562,5
    42,5Б*20
    52,5Н2052,5
    52,5Б*30

    Примечание: Н – нормированный, Б – быстротвердеющий.

    Производители цемента обязаны указывать в паспорте продукции максимальную прочность цемента (результат испытаний после 28 суток твердения) и активность цемента, прошедшего процедуру пропаривания.

    Пропаривание позволяет ускорить проверку показателей материала. Для этого:

    • в камеру для пропаривания помещают формочки с цементно-песчаным раствором (габариты форм соответствуют габаритам стандартных балочек) и выдерживают в течение 5 часов;
    • плавно, в течение 3 часов, поднимают температуру в камере до 80°С;
    • выдерживают образцы при данной температуре на протяжении 8 часов;
    • оставляют балочки на 2-3 часа остывать.

    Остывшие сухие образцы подвергают испытаниям на гидравлическом прессе – проверяют на изгиб. Получившиеся в ходе проверки половинки балочек проверяют на сжатие. Средний результат сравнивается с актуальным  ГОСТом и вносится в паспорт цемента.

    Чтобы проверить, как цемент будет вести себя в бетоне, готовят образцы кубической формы (100х100х100 мм), при этом в раствор дополнительно вводятся химические добавки и щебень, и также испытывают при помощи гидропресса.

    Что добавить в цемент для прочности

    Чтобы получить высокопрочный строительный материал не обязательно использовать дорогой цемент повышенной прочности, нередко для упрочнения бетона  в раствор вводят определенные присадки.

    Виды добавок:

    • Пластификаторы. Увеличивают подвижность бетонной смеси, при этом повышается прочность готовой конструкции.
    • Добавки, ускоряющие набор прочности. Повышается скорость твердения бетона, при этом возрастает его марочная прочность на сжатие и изгиб.
    • Противоморозные присадки, гидрофобизпаторы. Повышают плотность и водонепроницаемость – соответственно, увеличивается прочность материала.
    • Комплексные добавки. Имеют большой спектр действия – повышают подвижность смеси, увеличивают водонепроницаемость, морозостойкость готовой конструкции. При этом прочность бетона возрастает на 70-110%, а пылеотделение становится предельно низким.

    Выбор добавки в цемент для прочности зависит от требований к эксплуатационным параметрам строительных конструкций и условий изготовления элементов из монолитного бетона.

    Заключение

    Чтобы бетонные конструкции на протяжении всего запроектированного срока эксплуатации сохраняли надежность, важно правильно выбрать класс цемента. Также необходимо соблюдать правила хранения и транспортировки – использование негерметичной тары приводит к контакту материала с влагой, содержащейся в воздухе, в результате чего цемент частично схватывается и его прочность снижается, также ухудшаются свойства при длительном хранении материала.

    Прочность щебня — в чем измеряется прочность на сжатие?

    Марка прочности гранитного щебня колеблется в пределах от 1400 до 1600. Это самый высокий показатель данной характеристики среди всей группы щебёночных материалов. Как определяется прочность щебня и в чём измеряется это свойство — важный вопрос, который строительные компании выясняют перед покупкой ресурсов.

    В «ИдеалТрейд» все материалы соответствуют ГОСТ, на прочность щебня влияют следующие параметры: количество «слабых» зёрен, уровень предела прочности исходной щебёночной породы, степень износа на испытательных мероприятиях в полочном барабане, измельчаемость щебня при сжатии в цилиндрической установке. Следовательно, вышеперечисленными параметрами и определяется прочность гранитного щебня, а выражается — в процентном отношении потерь к общей массе после испытаний или в кг/см2.

    Технические характеристики и преимущества гранитного щебня

    Высокопрочный гранитный щебень — одна из самых востребованные и ценных пород из всей группы, поскольку обладает отличными техническими характеристиками:

    • насыпной плотностью — до 1400 кг/3;
    • высокими свойствами адгезии, что даёт способность плотного сцепления с бетонной или цементной смесью;
    • высоким значением марки щебня по прочности на сжатие — до М1600;
    • отличной морозостойкостью со значением F300 — выдерживает до 300 циклов замораживания и последующего размораживания при смене температурного режима;
    • презентабельным внешним видом: с эстетической стороны — это идеальный ресурс для декоративных целей использования, а высокий предел прочности на сжатие щебня — гарантия долговечности и надежности в течение отведенного срока службы.

    По параметру лещадности гранитный щебень подразделяется на четыре категории: кубовидная (содержит менее 15 % лещадных компонентов), усиленная (от 15 до 25 %), обычная (от 25 до 35 %), в четвертую группу входит материал с количеством лещадных элементов на уровне 35-55 %. У всех перечисленных категорий в «ИдеалТрейд» марка щебня по прочности соответствует нормам стандартов ГОСТ. В том числе, марка прочности щебня известнякового укладывается в значение от 600 до 800 кг/см2.

    Конкурентные преимущества компании «ИдеалТрейд»

    С нами вы гарантированно получаете:

    Начните сотрудничество с «ИдеалТрейд» прямо сейчас, мы предоставим весь материал без задержек и в оговоренные сроки.

    Прочность бетона на сжатие, Мпа – Таблица соответствия класса и марки бетона

    Одной из основных эксплуатационных характеристик бетона является его прочность. Речь идет о способности стройматериала противостоять механическому воздействию и о возможности эксплуатации в агрессивной среде. Различные пропорционные компоненты в составе: связующие наполнители, песок, щебень, цемент в итоге предопределяют разный уровень прочности материала на сжатие. Эта величина напрямую зависит от цементной доли, добавляемой в бетонный раствор. Большой процент цемента – более высокая прочность готового материала.

    Класс бетона по прочности на сжатие

    Определитель прочности бетона – это классность. Вода и цемент – В/Ц – точнее, соотношение этих двух составляющих, определяют величину прочности бетона на сжатие. Наиболее часто применяется состав В/Ц – 0,3- 0,5. Прочность на сжатие является показателем класса бетона, обозначается буквой «В» и цифрой – от 0,5 до 120. Цифра – это показатель давления в мегапаскалях – Мпа, которое способна выдержать бетонная конструкция. К примеру, бетон класса В35 способен выдержать давление 35 Мпа.

    Классы по прочности бетона на сжатие бывают: