Определение зернового состава щебня (гравия)

 

Цель работы: Определение зернового состава щебня (гравия).

 

Теоретические положения

 

Крупный заполнитель, используемый в бетоне, должен обладать надлежащим зерновым составом. В противном случае расход цемента будет излишне велик.

 

Определение зернового состава щебня (гравия)

 

Содержание работы

 

Описание оборудования: 1. Стандартный набор сит.

2. Весы.

 

Порядок выполнения работы:

 

Для проведения испытания на десятичных весах взвешивают 10 кг высушенного заполнителя. Взвешивание производится в сосуде, вес которого предварительно определяют. Рассев пробы производят по ситам с размером отверстий 60, 40, 20, 10, 5, 2,5 мм. Толщина слоя заполнителя на каждом сите не должна превышать наибольшего размера зерен, просеиваемых на данном сите. Поэтому проба может быть просеяна по частям. Остатки на каждом из сит взвешивают на чашечных весах с точностью до 1 г и результаты взвешивания заносят в таблицу.

По частным остаткам в граммах вычисляют частные и полные остатки в процентах. Затем устанавливают наибольшую D_наиб и наименьшую D_наим крупность зерен щебня (гравия). За наибольшую крупность зерен принимают размер отверстия того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, а за наименьшую крупность – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95 %. Кроме того, вычисляют значения 0,5 × (D_наим + D_наиб) и 1,25 × D_наиб.

По полученным величинам строят кривую просеивания и сравнивают со стандартной областью допустимого колебания зернового состава крупного заполнителя.

Рис. 25. График зернового состава щебня (гравия).

 

 

Обработка результатов измерений

 

Навеска щебня (гравия) ________ кг.

Остатки на ситах	Размеры отверстий, мм	Прошло через сито 2,5
					2,5
Частные, г
Частные, %
Полные, %

 

Наибольшая крупность D_наиб _________ мм

Наименьшая крупность D_наим _________ мм

 

Выводы: _____________________________________________

 

Контрольные вопросы:

 

1. Как производят рассев пробы?
2. От чего зависит толщина слоя заполнителя на каждом сите?
3. Как определить наибольшую и наименьшую крупность щебня (гравия)?
4. Как строят кривую просеивания?
5. Как вычисляют полные остатки на каждом сите?

Раздел VIII

 

БЕТОНЫ

 

Лабораторная работа № 14

 

Определение подвижности бетонной смеси

 

Цель работы: Определение подвижности бетонной смеси.

 

Теоретические положения

 

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной смеси минерального вяжущего веще­ства, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок. Смесь из указанных выше материалов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.

Для приготовления бетона наибольшее применение среди минеральных веществ имеют портландцемент и шлакопортландцемент. Цемент и вода являются активными составляющими бетонной смеси. 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. Затем 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. Применяя различные заполнители, получают бетоны с разнообразными физико-механическими свойствами, например особо тяжелые, тяжелые, легкие, жароупорные.

Бетон является распространенным строительным материалом, который широко применяется при изготовлении разнообразных по форме и размерам бетонных и железобетонных изделий, деталей и конструкций.

 

Содержание работы

 

Описание оборудования: 1. Стандартный конус.

2. Линейка.

3. Кельма.

4. Стальной стержень Æ – 16 мм;

– 600 мм.

 

Порядок выполнения работы:

Рис. 26. Стандартная форма-конус для определения подвижности бетонной смеси.

Подвижность бетонной смеси с наибольшей крупностью зерен заполнителя 40 мм включительно определяют с помощью стандартного конуса (рис. 26), который представляет собой металлическую форму без дна в виде усеченного конуса высотой 300, диаметром верхнего основания 100 и нижнего – 200 мм. Форму, предварительно очищенную, протирают изнутри влажной тканью и ус­танавливают на плоскую горизонтальную поверхность, не впитывающую влагу (например, на металлический противень, фанеру или кусок линолеума). Затем через воронку форму заполняют тремя равными по высоте слоями бетонной смеси с уплотнением каждого слоя 25-кратным штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 и длиной 600 мм с округленными концами. Во время штыкования бетонной смеси форма должна быть прижата к основанию.

После укладки и штыкования последнего слоя воронку снимают и избыток бетонной смеси срезают кельмой вровень с краями формы. Затем форму строго вертикально снимают так, чтобы не разрушить бетонный конус. Освобожденная от формы бетонная смесь под действием собственной массы начинает оседать. После скончания осадки снятую форму осторожно устанавливают рядом с осевшим конусом бетона. На верхнее основание формы конуса укладывают металлическую или деревянную линейку, от нижнего ребра которой другой линейкой измеряют осадку бетонной смеси с точностью до 0,5 см (рис. 27).

Рис. 27. Измерение осадки бетонного конуса: 1 –осевший конус бетонной смеси, 2 – линейка с делениями, 3 – металлическая линейка, 4 – форма конус.

При проведении данного испытания время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5¸7 с. Общее время испытания с начала наполнения конуса и до момента измерения осадки бетонной смеси не должно превышать 10 мин.

Осадку конуса бетонной смеси определяют дважды, за результат принимают среднее арифметическое двух определений, отличающееся одно от другого не более чем на 1 см при ОК £4 см, не более чем на 2 см при ОК = 5...9 см и не более чем на 3 см при ОК ³ 10 см. Значение осадки конуса (см) характеризует подвижность испытываемой бетонной смеси.

По степени подвижности бетонные смеси подразделяют на малоподвижные с осадкой конуса 1¸3 см, подвижные – 4¸15 см и литые – более 15 см.

 

Обработка результатов измерений

Состав	Количество, кг	Осадка конуса, см
Цемент Песок Гравий Вода

Выводы: _____________________________________________

___________________________________________________________

___________________________________________________________

 

Контрольные вопросы:

 

1. Что называют бетоном?
2. Виды бетонов в зависимости от степени подвижности.
3. Перечислить марки тяжелого бетона.
4. Перечислить виды бетонов в зависимости от плотности.
5. Какие бывают бетоны в зависимости от вида минерального вяжущего вещества?

 

Лабораторная работа № 15

 

Определение марки бетона

Цель работы: Определение марки бетона.

 

Теоретические положения

 

Основной качественной характеристикой бетона является его марка. Она определяется согласно ГОСТ 10180–90 пределом прочности при сжатии стандартных образцов-кубов размером 150x150x150 мм, изготовленных из бетонной смеси и выдержанных до испытания в течение 28 суток в нормальных условиях.

Предел прочности при сжатии бетона R ₆(МПа) определяют как отношение разрушающей силы Р (КН) к первоначальной площади поперечного сечения образца S (см²):

 

. (8.1)

 

Содержание работы

 

Определение марки бетона

 

Описание оборудования: 1. Формы для изготовления кубов.

2. Виброплощадка.

3. Ванна с гидравлическим затвором.

4. Гидравлический пресс.

 

Порядок выполнения работы:

 

Для определения предела прочности бетона при сжатии изготовляют образцы-кубы, размеры которых зависят от наибольшей крупности зерен заполнителя:

 

Длина грани образца-куба, мм 70 100 150 200 300

Наибольшая крупность зерен, мм £ 10 20 40 70 ³100

Перед укладкой бетонной смеси формы очищают от остатков бетона, а внутреннюю поверхность смазывают отработанными минеральным маслом или смазкой, например ОЭ-2, препятствующей сцеплению затвердевшего бетона с поверхностью форм. Укладка бетонной смеси в формы и ее уплотнение должны быть закончены не позднее чем через 20 мин после отбора пробы бетонной смеси. Методы укладки и уплотнения бетонной смеси в формах зависят от ее подвижности.

Особо подвижную бетонную смесь с осадкой конуса более 12 см укладывают в форму высотой до 150 мм включительно в один слой, в формы высотой 200 мм и более – в два слоя равной толщины и каждый слой уплотняют штыкованием металлическим стержнем диаметром 16 мм по спирали от краев к центру образцов.

Для пластичных (ОК < 12 см) и жестких бетонных смесей, уплотняемых при формовании вибрированием, образцы изготовляют также с применением вибрирования. Бетонную смесь укладывают в форму с некоторым избытком, после чего форму устанавливают на стандартную лабораторную виброплощадку и закрепляют зажимами. Затем включают виброплощадку и секундомером фиксируют время вибрирования. Вибрирование должно продолжаться до полного уплотнения, характеризуемого прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием ее поверхности и появлением на ней цементного раствора. Обычно это время равно показателю жесткости, увеличенному на 30 с.

После уплотнения образцы в формах, покрытых влажной тканью, хранят в помещении при температуре 16¸20 °С в течение суток, затем ихвынимают из форм, маркируют и до момента испытания помещают в камеру нормального твердения при температуре (20 ± 2) °С с относительной влажностью не менее 95 %. Образцы в камере укладывают на стеллажи в один ряд по высоте с промежутками между ними, обеспечивающими омывание каждого образца воздухом. Увлажнять их непосредственным орошением водой не следует.

Предел прочности при сжатии образцов-кубов определяют следующим образом. Образцы извлекают из камеры влажного хранения, осматривают и обнаруженные на опорных гранях дефекты в виде наплывов удаляют напильником или шлифовальным кругом, а мелкие раковины заполняют густым цементным тестом. Затем определяют рабочее положение образца при испытании и отмечают краской или мелом грани, которые будут прилегать к опорам. Опорные грани выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании образца была направлена параллельно, слоям укладки бетонной смеси в форму. Образцы-кубы измеряют металлической линейкой с точностью до 1 мм, а затем взвешивают на технических весах. Рабочую площадь сечения образца (в см²) определяют как среднее арифметическое площадей обеих опорных граней. Образцы перед испытанием должны в течение 2 ¸ 4 ч (с момента извлечения из камеры) на­ходиться в помещении лаборатории.

Во время испытания образец устанавливают одной из граней на нижнюю опорную плиту пресса центрально по оси последнего. Затем включают электродвигатель гидравлического привода пресса. Нагрузка на образец при испытании должна возрастать непрерывно со скоростью 0,6 ¸ 0,2 МПа в 1 с до разрушения образца.

Предел прочности при сжатии бетона вычисляют как среднее арифметическое результатов испытания трех образцов при условии, что наименьший результат испытания одного из трех образцов отличается от следующего показателя не более чем на 15 %. Если наименьший результат отличается больше чем на 15 % от следующего большего показателя, то предел прочности вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов.

Марку 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 следующими коэффициентами: 0,85; 0,95; 1,05 и 1,1.

 

Обработка результатов измерений

№	Размеры образцов, см	Площадь S, см	Разрушающая нагрузка Р, КН	Предел прочности при сжатии, МПа

 

Среднее из 3-х значений______________

Дата испытания: _____________________

Выводы:______________________________________________

Контрольные вопросы:

 

1. По какой формуле определяют предел прочности бетона при сжатии?

2. С какой целью смазывают формы для бетонных образцов?

3. Зависимость длины грани образца-куба от наибольшей крупности зерен?

4. С какой целью образцы перед испытанием хранят в помещении лаборатории?

5. Как приводят к прочности кубов 15х15х15, если для определения прочности были приготовлены кубы других размеров?

Раздел IX

 

Строительные растворы

 

Строительным раствором называют искусственный каменный материал, полученный в результате затвердевания рационально подобранной смеси вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя (песка) и в необходимых случаях различных добавок (минеральных, поверхностно-активных, химических и др.). Смесь этих материалов до затвердевания называют растворной смесью.

Вяжущее вещество, затворенное водой, образует тесто, которое обволакивает частицы песка, заполняет промежутки между ними и играет роль смазки зерен заполнителя, придающей растворной смеси заданную пластичность, в процессе твердения вяжущее вещество прочно связывает между собой зерна заполнителя с образованием искусственного камня – раствора.

Вяжущее для приготовления строительного раствора выбирают в зависимости от его назначения и режима твердения. В качестве вяжущего используют цемент, известь, гипс и др. Растворы, приго­товленные на одном вяжущем, называют простыми (цементные, известковые и гипсовые), а на нескольких вяжущих – сложными (цементно-известковые, цементно-глиняные, известково-гипсовые и др.). Строительные растворы, приготовленные с применением кварцевого и других плотных мелких заполнителей, называют тяжелыми, плотность их 1500 кг/м³ и более. Легкими называют растворы, имеющие плотность менее 1500 кг/м³.

По прочности на сжатие строительные растворы бывают следующих марок: 4, 10, 25, 50, 100, 150, 200 и 300.

Строительные растворы применяют для различных видов каменной кладки, монтажа зданий из крупных блоков и панелей, внутренних и наружных штукатурок, заводской отделки лицевых поверхностей стеновых панелей и крупных стеновых блоков, гидроизоляции помещений и других целей.

Лабораторная работа № 16