Лабораторная работа №1 icon

Лабораторная работа №1


6 чел. помогло.
Смотрите также:
Изучение макрокоманд программы ms excel с выполнением контр...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа №1. «Диоды в источниках питания»...
Лабораторная работа №1...
Лабораторная работа №4...
Лабораторная работа № топографические карты...
Лабораторная работа 9...
Лабораторная работа №1...
Контрольная работа Лабораторная работа №1 «Дольменная культура» Лабораторная работа №2 «Генуэзцы...
Лабораторная работа №1...
Методические указания к выполнению лабораторно-практических работ для студентов специальности 17...
Лабораторная работа №1. Освоение приемов работы с электронными таблицами. 5...



СОДЕРЖАНИЕ


Лабораторная работа № 1

зерновой состав крупного и мелкого заполнителя бетона

1. Определение зернового состава крупного заполнителя бетона – щебня…………………..…………………………………………………………..……7

2. Определение содержания в щебне пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен…..…………………………………………………………………………….9

3. Определение зернового состава мелкого заполнителя бетона – песка.……..……...10

Лабораторная работа № 2

Подбор состава тяжелого бетона

  1. Расчет состава бетона………………………………………………………………...17

2. Приготовление пробного замеса, испытание бетонной смеси, корректировка состава и формование образцов ………………………………….……………21

Лабораторная работа № 3

Подбор состава строительного раствора

1. Расчет состава раствора………………………………………………….…..….27

2. Приготовление пробного замеса, испытание растворной смеси, корректировка состава и формование образцов ………….……………………...…….28

Список литературы……………...………………………………………………......31


^ Лабораторная работа № 1

Зерновой состав крупного и мелкого заполнителя бетона

Цель работы: определение зернового состава щебня и песка. Оценка качества заполнителей. Оценка правильности полученного результата.


Теоретическая часть

Заполнители – природные или искусственные материалы определенного зернового состава, которые в рационально составленной смеси в сочетании с вяжущим веществом образуют раствор или бетон. Они занимают в бетоне до 80-90 % общего объема, оказывая большое влияние на технологические свойства бетонной смеси и качество затвердевшего бетона.

Рациональное применение заполнителей позволяет уменьшить расход вяжущего, снизить усадку цементных бетонов, уменьшить за счет применения высокопрочных заполнителей прочность и модуль упругости бетона, снизить плотность бетона и его теплопроводность, используя для этой цели легкие пористые заполнители, производить специальные бетоны на особо тяжелых и гидратных заполнителях для надежной защиты от проникающей радиации.

^ По характеру формы зерен различают заполнители:

●имеющие угловатую, с шероховатой поверхностью форму зерен, получаемые путем дробления горных пород, гравия или искусственных материалов (щебень, песок из отсевов дробления, аглопорит идр.);

●имеющие округлую форму зерен (гравий, природный песок и др.).

^ Форма зерен заполнителя влияет прежде всего на удобоукладываемость бетонной и растворной смеси. Пластинчатые, удлиненные (лещадные) зерна заполнителя укладываются в строго ориентированном, горизонтальном положении. Это делает структуру бетона неоднородной, а его свойства – неодинаковыми (анизотропными) в разных направлениях. Поэтому содержание зерен лещадной формы ограничивается стандартами.

^ Зерновой соста заполнителей определяют по результатам просеивания пробы через стандартный набор, включающий в себя 10 сит с отверстиями 80(70); 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; и 0,16 мм. Граница раздела между крупным и мелким заполнителем проходит по зерну в 5 мм: мелкие (песок) с размером зерна до 5 мм и крупные (гравий и щебень) с размером зерен 5-80(70) мм. При бетонировании массивных конструкций применяют щебень или гравий крупностью до 150 мм. Нередко зерновой состав называют фракционным.

^ По происхождению заполнители подразделяют на три основные группы:

природные (неорганические – гранит, диабаз, диорит, известняк, вулканический туф, пемза, кварцит, мрамор; органические – отходы переработки сельскохозяйственной продукции и полимерных материалов);

искусственные (керамзит, шлаковая пемза, безобжиговый зольный гравий, аглопорит);

получаемые из отходов промышленности (песок и щебень из металлургических и топливных шлаков, золы ТЭС, золошлаковые смеси, кирпичный бой).

По плотности зерен ρз заполнители подразделяются на плотные заполнители, со средней плотностью зерен свыше 2000 кг/м3, предназначенные для тяжелых (обычных) бетонов, и на пористые (легкие), имеющие пористую структуру с плотностью зерен, менее 2000 кг/м3 (обычно 1600-1400 кг/м3) и предназначенные для использования в легких бетонах или в качестве теплоизоляционного материала.

Прочность заполнителей влияет на прочность бетона. Требования по прочности устанавливают только для крупного заполнителя и для тяжелых бетонов она должна быть в 1,5-2 раза выше прочности бетона. Прочность щебня из горных пород характеризуется маркой, соответствующей пределу прочности на сжатие образцов - цилиндров исходной горной породы в водонасыщенном состоянии (20-140 МПа).

^ Вредными примесями в заполнителях являются органические, пылеватые и глинистые включения. Особенно вредна глина, т.к. она препятствует сцеплению заполнителя с цементным камнем и снижает морозостойкость. Вредны включения реакционноспособных минералов – сульфатов, сульфидов, аморфных разновидностей кремнезема (халцедон, опал, вулканическое стекло), т.к. они могут в процессе эксплуатации вызвать разрушение бетона. Количество вредных примесей регламентируется стандартами.

Крупный заполнитель для бетона (щебень, гравий) – зернистый материал с размером частиц 5…80(70) мм.

Щебень – материал, получаемый дроблением горных пород, валунов, крупного гравия или искусственных камней. Частицы щебня имеют угловатую форму и шероховатую, более развитую поверхность, благодаря чему сцепление с цементным камнем у щебня выше, чем у гравия. Для высокопрочного бетона наиболее предпочтительнее применять щебень. Природный гравий представляет собой рыхлую смесь окатанных обломков. Зерна гравия отличаются округлой формой и гладкой поверхностью. Из-за недостаточного сцепления с цементным камнем в бетоне гравий, как правило, не применяется в бетонах с пределом прочности выше 30 МПа. Плотные заполнители имеют насыпную плотность ρнас >1200кг/м3, а пористые, используемые для плотного бетона, - ρнас <1200кг/м3

Качество крупного заполнителя определяется минеральным составом и свойствами материала, из которого он получен, зерновым составом, формой зерен и содержанием вредных примесей.

Зерновой состав крупного заполнителя в значительной мере влияет на качество приготовленного на нем бетона. При выборе зернового состава крупного заполнителя для бетона необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а, следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной марки.

Мелкий заполнитель бетона (песок) – это зернистый материал с размером частиц 0,16…5 мм.

Мелкий заполнитель, как и крупный, может быть естественным или искусственным. Естественные пески образовались в результате выветривания различных горных пород (магматических, метаморфических, осадочных). Искусственные являются отходами производства щебня (отсевами) или продуктом дробления отходов промышленности и искусственных пористых заполнителей. Свойства песка зависят от свойств материала, из которого он получен, зернового состава, содержания вредных примесей, а также модуля крупности.


  1. ^ Определение зернового состава крупного заполнителя бетона – щебня


Материалы: щебень.

Приборы и приспособления: весы лабораторные технические, стандартный набор сит с диаметром отверстий 5, 10, 20, 40, 70 мм.


^ Ход работы

Сущность метода заключается в определении частных и полных остатков на стандартных ситах после просеивания пробы крупного заполнителя.

Частным остатком называют отношение массы не прошедших сквозь сито зерен к общей массе пробы заполнителя, выраженного в процентах (а).

Полным остатком называют сумму частных остатков на данном сите и на всех ситах с отверстиями большего размера (А).

Перед просеиванием отвешивают пробу заполнителя массой 5 кг. Собирают набор сит в колонку, располагая сита с более крупными отверстиями над ситами с более мелкими отверстиями. Высыпают пробу заполнителя на сито с наибольшим диаметром отверстий 70 мм и производят просеивание ручным или механическим способом.

После просеивания взвешивают остатки на каждом сите, вычисляют в процентах частные (а5, а10, а20, а40) и полные (А5, А10, А20, А40) остатки, и устанавливают наибольшую и наименьшую крупность щебня.

^ Частные остатки, %: ai= (mi/m)·100,

где ai – частный остаток, %; mi – масса остатка на данном сите, кг; m – масса просеиваемой навески, кг.

По известным значениям частных остатков рассчитывают полные остатки, %, на каждом сите: Аi= а70 +…+ ai ,

где а70 +…+ ai – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %. Результаты записывают в таблицу 1.

Таблица 1

^ Полные и частные остатки щебня на ситах

Остаток на сите

Размеры отверстий сит, мм

70

40

20

10

5

Прошло через сито 0,5

Частный:



















кг



















%



















Полный, %




















За наибольшую крупность заполнителя (Dнаиб) принимают размер отверстий того сита, на котором полный остаток не превышает 5 % просеиваемой пробы, а за наименьшую крупность (Dнаим) – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95 %. Кроме того, вычисляют значения 0,5(Dнаим + Dнаиб) и 1,25 Dнаиб. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в пределах, указанных в таблице 2.

Таблица 2

^ Зерновой состав фракций щебня

Размер контрольных сит

Dнаим

0,5(Dнаим + Dнаиб)

Dнаиб

1,25 Dнаиб

Полный остаток на

ситах, % по массе

от 90 до 100

от 30 до 80

до 10

до 0,5




Рис. 1. График зернового состава щебня
Для оценки зернового состава щебня по результатам просеивания строят кривую просеивания и сравнивают ее со стандартной областью допустимых колебаний гранулометрического состава крупного заполнителя (рис. 1).


^ 2


. Определение содержания в щебне пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен


Сущность метода заключается в ручном отборе зерен щебня, толщина или ширина которых меньше длины в три и более раз.

Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы определяют для фракции щебня 10…20 мм. Для этого отбирают навеску массой 1 кг. От взятой навески отбирают зерна, у которых один размер (толщина и ширина) в три раза и более раза меньше двух других.

Взвешивают все отобранные пластинчатые и игловатые зерна, а также отдельно – все остальные зерна.

Содержание пластинчатых и игловатых зерен, %:

П=m/(m+m1)100,

где m – масса зерен пластинчатой и игловатой формы, г; m1 – масса остальных зерен, г.

щебень по форме зерен подразделяют на три группы (табл. 3)

Таблица 3

^ Допустимый показатель наличия в щебне зерен пластинчатой формы


Группа щебня по форме зерен

Максимальное содержание зерен пластинчатой и игловатой формы, % по массе, не более

Окатанная

10

Кубовидная

15

Улучшенная

25

Обычная

35



^ 3. Определение зернового состава мелкого заполнителя бетона – песка


Материалы: кварцевый песок.

Приборы и приспособления: весы лабораторные технические, стандартный набор сит с диаметром отверстий 0,16; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5 и 5 мм.


^ Ход работы

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирая навеску 1000 г и просеивают ее ручным или механическим способом через комплект сит, последовательно расположенных по мере уменьшения размера отверстий в ситах 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16. Просеивание считается законченным, если через сито на чистый лист бумаги за 1 мин проходит не более 0,1 % зерен песка от общей массы просеиваемой навески.

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные остатки на каждом сите с точностью до 0,1 % по формуле:

ai= (mi/m)·100,

где ai – частный остаток, %; mi – масса остатка на данном сите, г; m – масса просеиваемой навески, г.

По известным значениям частных остатков рассчитывают полные остатки, %, на каждом сите:

Аi= а2,5 +…+ ai ,

где а2,5 +…+ ai – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %.

Результаты рассева заносят в таблицу 4.


Таблица 4

^ Полные и частные остатки песка на ситах

Остаток на сите

Размеры отверстий сит, мм

2,5

1,25

0,63

0,315

0,16

Прошло через сито 0,014

Частный:



















г



















%



















Полный, %



















Д


Рис. 2. График зернового состава песка
ля оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график (рис. 2). Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то такой песок признают годным для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной части, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. В песке для бетонов и растворов не допускается наличие зерен размером более 10 мм. Зерен размером от 5 до 10 мм не должно быть более 5 % по массе. Количество мелких частиц, прошедших через сито № 016, не должно превышать 10 %.

Вычисляют модуль крупности зернового состава песка с точностью до 0,1 по формуле: Мк=(А2,51,250630315014)/100,

где А2,5, А1,25, А063, А0315, А014 – полные остатки на ситах, %.

Пески для строительных работ (ГОСТ 8736-93) в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы, представленные в табл. 5.

Таблица 5

^ Классификация песков по зерновому составу

Группа песков

Мк

Полный остаток на сите № 063, % по массе

Водопотребность, %

Очень крупный

Повышенной крупности

Крупный

Средний

Мелкий

Очень мелкий

Тонкий

Очень тонкий

Свыше 3,5

3,0…3,5

2,0…3,0

2,0…2,5

1,5…2,0

1,0…1 ,5

0,7…1,0

До 0,7

Свыше 75

65…75

45…65

30-45

10-30

до 10

не нормируется

не нормируется


4…6

4…6

6…8

8…10 и более

более 10

ВЫВОД


Контрольные вопросы

  1. Что называется крупным заполнителем бетона?

  2. Чем отличается щебень от гравия?

  3. Классификация крупных заполнителей.

  4. Перечислите свойства щебня и охарактеризуйте их.

  5. Как взаимосвязаны свойства крупного заполнителя и свойства бетона?

  6. Дайте определение мелкого заполнителя бетонов.

  7. Какие виды песков Вы знаете?

  8. Чем характеризуется крупность песка?

  9. От чего зависит пустотность песка?


Лабораторная работа № 2


Подбор состава тяжелого бетона


Цель работы: подбор состава тяжелого бетона. Оценка качества бетонной смеси. Оценка правильности полученного результата.


Теоретическая часть

Бетон – это искусственный камень, полученный в результате затвердевания специально подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителя и воды. В отдельных случаях могут вводиться специальные добавки. Смесь из указанных выше материалов до начала ее затвердевания называется бетонной смесью.

Бетон работает под нагрузкой как единый композиционный материал, и в формировании его прочности участвуют цементный камень (матрица), зерна заполнителя и контактный слой между ними, т.е. прочность бетона зависит от прочности составляющих его материалов и от прочности сцепления их друг с другом. Прочность заполнителя (песка, щебня, гравия) в тяжелом бетоне, как правило, выше заданной прочности бетона, поэтому мало влияет на последнюю. Таким образом, прочность бетона определяется в основном двумя факторами:

- прочностью затвердевшего цементного камня;

- прочностью его сцепления с заполнителем.

^ Прочность цементного камня (Rб) зависит от двух факторов: активности (марки) используемого цемента (Rц) и соотношения количеств цемента и воды (Ц/В или В/Ц).

Чем выше марка цемента, тем при прочих равных условиях будет прочнее цементный камень.

Цемент при твердении химически связывает не более 20-25 % воды от своей массы. Но чтобы обеспечить необходимую пластичность цементного теста и, соответственно, подвижность бетонной смеси, необходимо брать 40-80 % воды от массы цемента. Чем больше в бетоне будет свободной, химически не связанной воды, тем больше впоследствии будет пор в цементном камне и соответственно ниже станет его прочность.

^ Прочность сцепления между цементным камнем и заполнителем определяется в основном качеством поверхности заполнителя. Для обеспечения высокой прочности сцепления поверхность зерен заполнителя должна быть чистой и шероховатой. Например, бетон на щебне при всех прочих равных условиях прочнее бетона на гравии. В обобщенном виде этот показатель именуется коэффициентом качества заполнителей (А).

Высказанные теоретические предпосылки были положены в основу экспериментальных исследований зависимости прочности бетона от Ц/В, марки цемента и качества заполнителя и описаны уравнением:

Rб=АRц(Ц/В±b), где b=±0,5

Это уравнение выражает основной закон прочности бетона и называется формулой Боломея-Скрамтаева.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной смеси или отношение массы составляющих материалов смеси к массе цемента ,принимаемой за единицу, т.е. 1 : x : y (цемент : песок : щебень или гравий) при В/Ц = Z. Например, в первом случае состав бетона: цемента – 280, песка – 670, щебня – 1300, воды – 170 кг/м3, а во втором случае: 1:2,4:4,7 при В/Ц=0,6.

Различают два состава бетона: номинальный (лабораторный), рассчитанный для материалов в сухом состоянии, и производственный (полевой) – для материалов в естественно-влажном состоянии.

Наибольшее применение среди минеральных вяжущих веществ имеют цементы различных видов. Цементное тесто, образующееся при затворении цемента водой, обволакивает зерна песка, щебня или гравия, заполняет промежутки между зернами заполнителя и играет роль своеобразной смазки, придающей бетонной смеси необходимую подвижность. Цементное тесто, затвердевая, переходит в камневидное состояние и надежно связывает зерна заполнителя; последний образует жесткий скелет бетона и уменьшает его усадку, возникающую в результате усадки цементного камня при твердении. Структура цементного камня представлена на рис. 1.




Рис. 1. Схема структуры затвердевшего тяжелого бетона: 1 - цементный камень; 2 – песок; 3 – щебень.
Бетонная смесь обладает рядом свойств: удобоукладываемость (подвижность, жесткость), однородность, средняя плотность, водоцементное отношение – которые регламентируются нормативными документами и от которых в значительной степени зависит прочность и другие характеристики затвердевшего бетона. Свойства бетонной смеси обусловлены ее составом, т.е. количеством исходных компонентов, расходуемых на приготовление 1 м3 смеси.

Состав бетонной смеси определяется расчетно-экспериментальным методом подбора состава бетона. Данный метод включает два этапа: первый – расчет состава бетонной смеси; второй (экспериментальный) – приготовление пробного замеса, формование, выдержка и испытание опытных образцов.

^ Цель первого этапа – математический расчет количества исходных компонентов бетонной смеси, которая после затворения водой и затвердевания обеспечит заданную марку бетона.

^ Второй этап включает приготовление пробного замеса бетонной смеси, формование контрольных образцов-кубов размером 15х15х15 см или 10х10х10 см, выдержку их в нормальных условиях 28 сут и испытание в соответствии с ГОСТ 8462-85 для определения марки полученного бетона.


  1. ^ Расчет состава бетона


Ход работы


Исходные данные:

- проектируемая марка бетона (R28);

- требуемая удобоукладываемость бетонной смеси (ОК или Ж);

- активность цемента (Rц);

- качество заполнителей –А - (вид, крупность, пустотность, влажность);

- истинная плотность цемента – 3120 кг/м3;

- насыпная плотность цемента – 1340 кг/м3.

Рассчитывают состав тяжелого бетона в следующем порядке:

1^ .Обеспечение требуемой прочности бетон. Зависимость прочности бетона через 28 сут твердения от его состава имеет вид: Rб=АRц(Ц/В±0,5).

При возможности выбора марки (активности) цемента рекомендуется, чтобы его марка была в 2-2,5 раза выше требуемой прочности бетона. Меньшая разница в этих показателях ведет к увеличению расхода цемента, при большей разнице необходимо в цемент вводить тонкомолотые минеральные добавки (молотые гранулированные шлаки, золы ТЭС, молотый известняк и т.п.).

Указанная формула позволяет определить соотношение воды и цемента В/Ц, которое при данном качестве заполнителей А и данной активности цемента Rц обеспечивает получение требуемой прочности бетона:

В/Ц = АRц/(R28 + 0,5АRц) – для пластичных смесей при В/Ц ≥ 0,4.

Коэффициенты А1 и А2, учитывающие качество материалов приведены в таблице 1.

^ Таблица 1

Значение коэффициентов А1 и А2


Характеристика заполнителей и цемента

А1

А2

Высококачественные

0,65

0,43

Рядовые

0,6

0,4

Пониженного качества

0,55

0,37


Примечание: 1. К высококачественным материалам относят щебень из плотных горных пород высокой прочности, песок оптимальной крупности и портландцемент высокой активности без добавок или с минимальным количеством гидравлической добавки; заполнители должны быть чистые и фракционированные. 2. К рядовым материалам относят заполнители среднего качества, в том числе гравий, портландцемент средней активности или высокомарочный шлакопортландцемент. 3. К материалам пониженного качества относят крупные заполнители низкой прочности, мелкие пески, цементы низкой активности.

А –для рядового щебня А=0,55, для гравия А=0,5.

2. Расход воды (В) определяют, исходя из заданной удобоукладываемости (подвижности или жесткости) бетонной смеси по графикам или справочным таблицам (табл. 2) и выражают в л (кг) на 1 м3 бетонной смеси.


Таблица 2

^ Определение расхода воды на 1 м3 бетонной смеси*


Подвижность, ОК, см

Жесткость, с

^ Расход воды, л/м3, при наибольшей крупности

заполнителя, мм

Гравий

Щебень

10

20

40

70

10

20

40

70

9…12

-

215

200

185

170

230

215

200

185

6…8

-

205

190

175

160

220

205

190

175

3…5

-

195

180

165

150

210

195

180

165

1…2

-

185

170

155

140

200

185

170

155

-

30…50

165

160

150

-

175

170

160

-

-

60…80

155

150

140

-

165

160

150

-

-

90…120

145

140

135

-

160

155

140

-

-

150…200

135

130

128

-

150

145

135

-



*Примечание. Данные табл. 1 справедливы для бетонов с расходом цемента не выше 400 кг/м3. При использовании пуццолановых цементов расход воды увеличивается на 15…20 л. При использовании мелкого песка расход воды увеличивается на 10 л.

3. ^ Расход цемента (Ц) на 1 м3 бетонной смеси, кг:

Ц = В/ (В/Ц)

4. Расход заполнителей (песка и крупного заполнителя) рассчитывают, решая совместно два уравнения, характеризующие строение бетонной смеси.

Объем 1 м3 (1000 дм3) плотно уложенной бетонной смеси слагается из абсолютных (без воздушных пустот) объемов цемента, воды, мелкого и крупного заполнителя:

Ц/ ρц + В + П/ ρп + Щ/ ρщ = 1 (1),

где Ц, Щ, В – расходы соответственно цемента, щебня, воды; ρц, ρщ, ρп – истинные плотности цемента, щебня, песка, кг/м3.

Пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены растворной смесью с учетом некоторой раздвижки зерен, значение которой определяется коэффициентом раздвижки:

VnαЩ/ρнасщ = Ц/ ρц + В + П/ρп (2), где

ρнасщ - насыпная плотность щебня кг/м3;

α – коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя устанавливается по табл. 3 для пластичных смесей, а для жестких принимают равным 1,05-1,15;

Vn – пустотность крупного заполнителя, выраженная в долях единицы (берут из выполненной лаб. работы по определению пустотности, которая составила 0,39…0,42).


Таблица 2

^ Коэффициент раздвижки зерен*


Расход

цемента, кг

^ Коэффициент раздвижки зерен при В/Ц

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

250

-

-

1,26

1,32

1,38

300

-

1,30

1,36

1,42

-

350

1,32

1,38

1,44

-

-

400

1,40

1,46

-

-

-

500

1,52

1,56

-

-

-

*Примечание. При других значениях В/Ц и расхода цемента коэффициент раздвижки зерен находят интерполяцией.

Решая совместно приведенные выше уравнения, получаем формулы для определения расхода (в кг на м3 бетона):

расход щебня:

Щ=ρисщ / [1+ (ρисщ/ ρнасщ)×α×Vn], где

ρисщ - истинная плотность щебня кг/м3;


расход песка, кг:

П = [1 – (Ц/ρисц + Щ/ρисщ + В/ρв)]× ρисп , где


ρисц, ρисщ, ρисп – истинные плотности цемента, щебня, песка, кг/м3.

Теоретическая средняя плотность бетонной смеси, кг/м3:

ρб.с.теор = Ц + В + Щ + П

Поправка в расчетный состав бетонной смеси с учетом влажности щебня и песка, кг:

П'=П+П×Wп/100;

Щ'=Щ+Щ×Wщ/100;

В'=В-(П×Wn/100+ Щ×Wщ/100)

Результаты расчетов сводят в табл. 3


^ Таблица 3

Расход компонентов на 1 м3 бетонной смеси



Расчетный состав

Производственный состав

Ц

В

Щ

П

Ц

В

Щ

П



























Коэффициент выхода бетонной смеси (b):

b = 1/ (Ц/ρнасц + Щ/ ρнасщ + П/ρнасп) или

b = 1/(Vц + Vп + Vщ )

Расчет ведется на сухие составляющие. Этот коэффициент необходим для пересчета количества исходных компонентов на 1 замес 1000-литрового бетоносмесителя. Значение β обычно находится в пределах 0,55-0,75.


^ 2. Приготовление пробного замеса, испытание бетонной смеси, корректировка состава и формование образцов

Материалы: портландцемент, щебень, песок, вода.

^ Приборы и приспособления: весы технические, открытая емкость и лопатки для перемешивания бетонной смеси, стандартный конус СтройЦНИЛ, штыковка, мерные емкости, 2 линейки, стальные формы 10х10х10 см, ванна с гидравлическим затвором, пресс гидравлический, развивающий усилие 50 тс.


^ Ход работы

Рассчитывают количество исходных материалов на 10 л бетонной смеси, кг:

Ц''=Ц×0,01;

В''=В×0,01;

Щ''=Щ×0,01;

П''=П×0,01

При этом заполнители (щебень и песок) должны быть высушены до постоянной массы при температуре не выше 80ºС и охлаждены до комнатной температуры.

Отвешивают необходимое количество (в соответствии с расчетом) цемента, щебня и песка и отмеряют необходимое количество воды. Дозирование производится с точностью до 1 %.

Из подготовленных материалов готовят пробный замес бетонной смеси. Перемешивание осуществляют либо механическим способом, либо вручную. Для этого:

- отвешенное количество песка смешивают с отдозированным количеством цемента до получения смеси однородного цвета (примерно минуту);

- добавляют щебень и перемешивают до тех пор, пока щебень не будет равномерно распределен в сухой смеси;




Рис. 2. Измерение осадки бетонного конуса: 1 – осевший конус бетонной смеси; 2, 3 – металлические линейки; 4 – форма-конус
- в середине сухой смеси делают воронку, куда вливают половину отмеренной воды, осторожно перемешивают смесь дп впитывания прилитой воды, и затем, добавляя оставшуюся воду, перемешивают до достижения полной однородной смеси. Продолжительность перемешивания должна составлять не менее 5 мин.

По окончании перемешивания проверяют подвижность бетонной смеси с помощью стандартного конуса СтройЦНИЛ (рис. 2). Для этого:

- форму-конус, предварительно смоченную водой, устанавливают на горизонтальную поверхность и производят ее наполнение бетонной смесью тремя равными слоями с уплотнением каждого слоя 25-кратным штыкованием металлическим стержнем (штыковкой);

- после укладки и штыковки последнего слоя, излишек бетонной смеси срезают лопаткой вровень с краями конуса, после чего форму-конус снимают вертикально вверх с образовавшегося бетонного конуса;

- освобожденная от формы бетонная смесь под действием собственного веса начинает оседать. После окончания осадки снятую форму-конус устанавливают рядом с осевшим бетоном;

- на верхнее основание формы-конуса укладывают линейку, от нижнего ребра которой измеряют осадку бетонной смеси с точностью до 1 см. Измерение производят дважды во взаимно перпендикулярных направлениях и находят среднее арифметическое.

Если осадка конуса получилась меньше заданной, то для увеличения подвижности бетонной смеси добавляют 3…5 % (от расчетного количества) цемента и воды, сохраняя В/Ц постоянным. Если больше – добавляют 3…5 % песка и щебня (от их массы), сохраняя при этом соотношение между ними заданное по расчету.

После введения дополнительных компонентов (если это необходимо) бетонную смесь тщательно перемешивают и вновь определяют подвижность. Таким образом производят корректировку состава до тех пор, пока величина подвижности достигнет заданной.

После корректировки производят перерасчет действительного расхода компонентов на 1 м3 бетонной смеси.

Из бетонной смеси заданной подвижности формуют контрольные образцы-кубы 10х10х10 см в количестве 3 шт. Для этого (если подвижность бетонной смеси менее 12 см) предварительно смазанную форму заполняют бетонной смесью с избытком, устанавливают на лабораторную виброплощадку и вибрируют до тех пор, пака смесь не выровняется и на ее поверхности не появится тонкий слой цементного молока; если подвижность бетонной смеси более 12 см ОК – уплотнение ее производят без применения вибрации.

Свежесформованные образцы хранят в формах сутки, после чего вынимают из форм, маркируют, помещают в камеру нормального твердения (температура 20±2ºС, относительная влажность воздуха 95-100 %), где выдерживают до момента испытаний 28 сут.

Испытание контрольных образцов при сжатии (определение марки) производят на гидравлическом прессе в соответствии с п. 1 лаб. работы № 5 «Прочность строительных материалов» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Марку (класс) бетона определяют как предел прочности при сжатии бетонного образца-куба с длиной ребра 150 мм. При длине ребра куба 70, 100, 200, 300 мм предел прочности пересчитывают, пользуясь соответственно коэффициентами: 0,85, 0,95, 1,05 и 1,1.

Перед испытанием определяют среднюю плотность в соответствии с п. 2 лаб. работы «Определение истинной и средней плотности» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Результаты работы по подбору состава тяжелого бетона представляют в виде табл. 4.

Таблица 4

^ Результаты работы по подбору состава

тяжелого бетона

В/Ц

Удобоукладываемость

Средняя плотность, кг/м3

Расход компонентов, кг/м3

Коэффициент выхода смеси выхода смеси

Предел рочности при сжатии, МПа

Марка бетона

см

с

смеси

бетона

Ц

В

П

Щ





































ВЫВОД


Контрольные вопросы

  1. Что называется бетоном?

  2. Какие этапы включает расчетно-экспериментальный метод подбора тяжелого бетона и какова цель каждого из них?

  3. Какие факторы оказывают влияние на марочную прочность бетона?

  4. Как производят корректировку подвижности бетонной смеси?

  5. Охарактеризуйте свойства бетонной смеси и их взаимосвязь со свойствами затвердевшего бетона.



^ Лабораторная работа № 3


Подбор состава строительного

раствора


Цель работы: подбор состава строительного раствора. Оценка качества строительного раствора. Оценка правильности полученного результата.


Теоретическая часть

Строительный раствор – это искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания специально подобранной растворной смеси, состоящей из вяжущего вещества, воды и мелкого заполнителя (песка). Возможно введение различных добавок.

Строительный раствор – это частный случай бетона – мелкозернистый бетон. Растворы подразделяются по нескольким признакам:

- по виду вяжущего: простые, состоящие из одного вида вяжущего – цемента, извести, гипса; смешанные - цементно-известковые, цементно-гипсовые и др.

- по маркам: 4, 10, 25, 50, 75, 100, 150 и 200;

- по средней плотности: тяжелые – средняя плотность в сухом состоянии 1500 кг/м3 и более; легкие – средняя плотность менее 1500 кг/м3;

- по назначению: кладочные, применяемые при кладке стен, фундаментов и т.п.; штукатурные – для оштукатуривания различных поверхностей; монтажные – для заполнения швов и других технологических пустот, образовавшихся при строительстве зданий и сооружений; специальные – декоративные; тампонажные; гидроизоляционные и др.

Растворная смесь, как и бетонная, обладает рядом свойств, которые должны быть выдержаны при подборе состава раствора: подвижностью, расслаиваемостью, средней плотностью и водоудерживающей способностью.

Состав растворной смеси, т.е. количество ее компонентов, определяется, и как для бетона расчетно-экспериментальным методом, включающим расчетную и экспериментальную часть.


  1. ^ Расчет состава раствора

Проводится расчет смешанного раствора.

Исходные данные:

- марка раствора (Рр);

- вид вяжущего (цементно-известковое, цементно-гипсовое или цементно-глинистое);

- активность цемента (Рц);

- подвижность растворной смеси (ОК).

Эти данные задаются преподавателем.

Кроме того, используются значения истинной и насыпной плотности цемента и песка, а также величину плотности добавки кг/м3: известкового теста – 1400; глиняного теста – 1450; гипсового теста – 1350.

Количество цемента на 1 м3 песка, кг:

Qц=1000Rp/0,7Rц,

где Rр – проектируемая марка раствора, кг/см2; Rц - активность цемента, кг/см2.

Или по объему расход цемента на 1 м3 песка, м3:

Vц=Qцнасц,

где ρнасц – насыпная плотность цемента, кг/м3.

Объем второго компонента вяжущего-добавки (известкового, гипсового или глиняного теста), м3:

Vg=0,17(1-0,002Qц),

или по массе расход второго компонента-добавки на 1 м3 песка, кг: Qg=Vgρg.

Ориентировочный расход воды на 1 м3 песка, л:

В=0, 5(Qц + Qg).

Найденное по расчету количество воды уточняют опытным путем при приготовлении пробного замеса до получения заданной подвижности.

Состав сложного (смешанного) раствора выражают в частях по объему путем деления расхода всех компонентов (кроме воды) на расход цемента по объему:

Vц/Vц : Vg/Vц : 1(м3 песка)/Vц =1: Vg/Vц : 1/Vц

Исходя из соотношения цемент : песок, определяют расход цемента.


^ 2. Приготовление пробного замеса, испытание растворной смеси, корректировка состава и формование образцов


Пересчитывают количество исходных компонентов на 2 л растворной смеси, кг:




Рис. 1. Прибор для определения подвижности растворной смеси: 1 –сосуд со смесью (8); 2 – конус со стержнем (5); 3 -зажимной винт; 4 –шкала с делениями; 6 –стойка с держателями (7);
Qц = Qц0,002; Qg = Qg0,002;

В = В0,002; П = П0,002.

Отвешивают необходимое количество (в соответствии с расчетом) количество цемента, добавок, воды и песка с точностью до 1 %.

Песок высыпают в открытую емкость для перемешивания растворной смеси, к нему добавляют цемент и тщательно перемешивают в течение 3 мин. Затем вводят второй компонент вяжущего (добавку) в виде теста и снова перемешивают. После этого добавляют воду и окончательно перемешивают смесь в течение 3-5 мин.

По окончании перемешивания определяют подвижность растворной смеси по величине погружения подвижного конуса рис. 1). Для этого:

- металлическую емкость наполняют растворной смесью примерно на 1 см ниже ее краев;

- уложенный раствор штыкуют 25 раз металлическим стержнем диаметром 10-12 мм и встряхивают 5-6 раз;

- острие конуса приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в емкости и закрепляют стержень, отметив при этом положение стрелки на шкале;

Отпуская стержень, снимают отсчет глубины погружения конуса по шкале.

Значение подвижности растворной смеси вычисляют как среднее арифметическое результатов 2-х испытаний.

Если фактическое погружение конуса отличается от заданного, то состав раствора корректируют. При погружении конуса на большую глубину, чем задано, добавляют песок в количестве5-10 % его содержания в пробном замесе. Если погружение конуса меньше заданного, добавляют воду в количестве 5-10 % ее содержания в пробном замесе. После чего вновь определяют подвижность.

Пробный замес корректируют до тех пор, пока подвижность растворной смеси не будет соответствовать заданной, с обязательным пересчетом расхода исходных компонентов на 1 м3 песка.

После корректировки вычисляют теоретическую среднюю плотность растворной смеси, кг/м3:

Ρр.смтеор = Ц + В + Д + П

Из растворной смеси требуемой подвижности для определения марки раствора формуют контрольные образцы-кубы размером 70,7х70,7х70,7 мм в количестве 3 шт., для чего формы заполняют растворной смесью и уплотняют штыкованием и постукиванием о стол.

Изготовленные образцы маркируют, выдерживают в формах 2 сут, затем вынимают из форм и помещают в камеру нормального твердения, где они твердеют 7 сут с момента формования, после чего твердение продолжается 28 сут на воздухе.

Испытание контрольных образцов на прочность при сжатии (определение марки) производят на гидравлическом прессе в соответствии с п. 1 лаб. работы № 5 «Прочность строительных материалов» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Перед испытанием на прочность определяют среднюю плотность высушенных образцов в соответствии с п. 2 лаб. работы № 1 «Определение истинной и средней плотности» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Результаты работы по подбору состава раствора представляют в виде табл. 1.

Таблица 1


^ Результаты работы по подбору состава

строительного раствора


В/Ц

Удобоукладываемость

Средняя плотность, кг/м3

Расход компонентов, кг/м3

Предел рочности при сжатии, МПа

Марка бетона

см

с

смеси

раствора

Ц

В

П

Д


































ВЫВОД


Контрольные вопросы


  1. Что называется строительным раствором?

  2. Как производится подбор строительного раствора?

  3. Приведите классификацию раствора.

  4. Для чего вводятся добавки в растворную смесь?



Список литературы

  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. Микульский В.Г., Куприянов В.Н., Сахаров Г.П. и др. Строительные материалы. – М: Изд-во АСВ, 2000. – 536 с.

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

  6. ГОСТ 27006-86. Бетон тяжелый. Правила подбора состава.

  7. СН 290-74. Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов.- М.: Стройиздат, 1975.

  8. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

  9. ГОСТ 8269-76. Щебень из естественного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний.







Скачать 337.42 Kb.
оставить комментарий
Дата02.10.2011
Размер337.42 Kb.
ТипЛабораторная работа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

отлично
  10
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2014
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх