Порядок виконання роботи. Контрольні питання. Лабораторна робота №5. Основні теоретичні положення

Порядок виконання роботи

1 Рухливість і легкоукладуваність бетонної суміші

Існує декілька різних методів визначення рухливості і легкоукладуваності бетонних сумішей. У даному|теперішньому,даному| практикумі приводиться|призводиться,наводиться| методика визначення вказаних характеристик бетонної суміші, регламентована ГОСТ 10181-2000.

Показником рухливості бетонної суміші являється| осідання конуса, що відбувається|походить| під дією власної ваги (без зовнішньої механічної дії).

Показником легкоукладуваності| бетонної суміші при ущільненні її вібраторами є|з'являється,являється| час вібрації (t, с) зразка|взірця| з|із| бетонної суміші на лабораторному вібростолі або технічному віскозиметрі, необхідний для пластичної деформації конуса і перетворення його в рівновеликий парелелепіпед| або циліндр.

Рухливість бетонної суміші залежить від співвідношення води і цементу, від кількості| цементного тіста в ній, від зернового складу дрібного|мілкого| і крупного|великого| заповнювачів, від їх співвідношення, від характеру|вдачі| поверхні заповнювачів і інших чинників|факторів|.

Легкоукладуваність, окрім|крім| вказаних чинників|факторів|, залежить ще від характеру|вдачі| і потужності засобів|коштів| ущільнення бетонної суміші.

Осідання конуса

Рухливість бетонної суміші визначають за допомогою стандартного зрізаного конуса (рисунок 4.1), виготовленого з|із| покрівельного заліза висотою h=30 см, нижнім діаметром d_H=20 см, верхнім діаметром d=10 см. Конус має ручки і опори для утримання конуса під час його наповнення. Внутрішня поверхня конуса повинна бути гладкою.

Визначення рухливості бетонної суміші проводять в наступному| порядку|ладі|.

Зрізаний конус, заздалегідь змочений зсередини, встановлюють на горизонтальну площину|плоскість|, що не всмоктує вологу.

Потім зрізаний конус наповнюють бетонною сумішшю трьома рівними по висоті шарами. Кожен шар штикують 25 разів сталевим стержнем|стержнем| діаметром 16 мм, довжиною       (60-80) см.

Після|потім| укладання і ущільнення останнього шару надлишок бетонної суміші зрізають кельнею або лінійкою та обережно знімають конус, піднімаючи|підіймаючи| його вертикально вгору|угору|, без перекосів. Бетонна суміш під дією власної ваги осідає|. Встановивши зняту форму поряд з|поряд із| конусом бетонної суміші, що осів, на верхню основу| конуса укладають металічну| або дерев'яну лінійку, від нижнього ребра якої вимірюють|виміряють| осідання бетонної суміші. Величину осідання конуса визначають як середнє арифметичне з|із| трьох визначень.

 

Рисунок 4.1 – Зрізаний конус

 

Легкоукладуваність бетонної суміші

У металеву форму, що використовується для виготовлення контрольних кубиків бетону, розміром       20х20х20 см, попередньо| встановлену|установлену| на лабораторному вібростолі, встановлюють| стандартний зрізаний конус із|із| знятими нижніми упорами і заповнюють його бетонною сумішшю трьома рівними шарами (по 10 см). Кожен шар ущільнюють металевим стержнем| діаметром 16 мм і довжиною (60-80) см по 25 разів, методом штикування.

Потім форму обережно в строго|суворо| вертикальному напрямі знімають. Замірявши осідання конуса, включають вібростіл, який повинен мати амплітуду коливань 0,35 мм і частоту коливань 3000 за хвилину. Одночасно із столом включають секундомір. Вібрацію продовжують до моменту, поки|доки| бетонний конус не буде повністю деформований, а поверхня бетону у формі не стане горизонтальною.

Тривалість вібрації служить показником легкоукладуваності| суміші. Результати визначення рухливості і легкоукладуваності бетонної суміші заносять в таблицю 4.1.

 

Таблиця 4.1 – Результати визначення рухливості і легкоукладуваності бетонної суміші

Склад 1 м³ бетону, кг

В/Ц

Рухливість бетонної суміші, мм

Легкоукладуваність бетонної суміші, с

Щ

П

Ц

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 Визначення складу бетону

Основним завданням|задачею| визначення складу бетону є|з'являється,являється| встановлення такої витрати матеріалів на 1 м³ бетону, при якому найекономічніше забезпечується отримання|здобуття| бетону заданих якостей: міцності, водонепроникності, морозостійкості, стійкості проти|супроти| хімічної агресії, легкоукладуваності| і т.д. Забезпечити будь-яку з цих якостей бетону або їх сукупність можна за умови, якщо якість| початкових|вихідних| матеріалів буде підібрано правильно. Відповідно, другим важливим|поважним| завданням|задачею| визначення складу бетону є|з'являється,являється| надійність отримання|здобуття| бетону заданих властивостей.

Існує безліч методів визначення складу бетону. Їх можна розділити на три категорії: експериментальні, розрахунково-експериментальні і розрахункові. Правильно визначити|поділка,розподіл,поділ| склад бетону можна тільки|лише| розрахунково-експериментальними методами, оскільки|тому що| практика давно вже показала, що самі розрахункові способи не можуть дати точних результатів, а експериментальні – важко застосовувати через трудомісткість і тривалість визначення вихідних|вихідних| даних.

Одним із найвідоміших|із| розрахунково-експериментальних методів є|отримав| метод абсолютних об'ємів|обсягів|, запропонований проф|. Б.Г Скрамтаєвим.

У даному практикумі приводиться|призводиться,наводиться| також спосіб, що враховує фактори|фактори|, які впливають на водонепроникність бетону. Цей спосіб також заснований на методі абсолютних об'ємів|обсягів|.

Визначення складу бетону за методом абсолютних об'ємів|обсягів| (метод Б.Г. Скрамтаєва і Ю.М. Баженова)

У основу методу абсолютних об'ємів|обсягів| покладено умову, що сума абсолютних об'ємів|обсягів| складових частин щільного бетону (л) рівна 1 м³ (1000 л) готового щільного бетону (невеликим об'ємом|обсягом| повітряних пор нехтують), тобто:

 

,                                  

(4.1)

 

При цьому цементно-піщаний розчин заповнює всі пустоти в крупному|великому| заповнювачі (у рихлому стані) з|із| деяким розсуненням зерен, тобто:

 

,                                  

(4.2)

де Ц, В, П і Щ – витрати цементу, води, піску і щебеня (гра|вію|) на 1 м³ бетону, кг;|в,біля|

   – питома вага, відповідно, цементу, піску і щебеня (гравію), кг/л;

    –|із| об'ємна вага щебеня, кг/л;

   V_ОЩ – пустотність щебеня;

    – коефіцієнт розсунення частинок|часток,часточок| щебеня, зазвичай| приймають pівним для жорстких бетонів, |=1,05-1,1.

З рівняннь (4.1) і (4.2) знаходять|находять|, що витрата щебеня на     1 м³ бетону дорівнює:

 

,                                  

(4.3)

 

Витрату решти складових бетону визначають таким чином.

Знаходять|находять| водоцементне відношення|ставлення| залежно від необхідної міцності, терміну і умов твердіння| бетону або шляхом попередніх дослідів з|із| цементом даної активності і з даними| заповнювачами, або орієнтовно по спрощеній формулі Боломея:

 

,                                  

(4.4)

де R₂₈ – межа міцності при стисненні|стискуванні| бетону у віці 28 діб;

R_Ц – активність портландцементу|;

К=0,55 – для бетону на заповнювачах високої якості;

 К=0,50 – для бетону на звичайних заповнювачах;

К=0,40 – для бетону на заповнювачах низької якості.

Потім визначається витрата води на 1 м³ бетону в залежності| від необхідної рухливості (легкоукладуваності) бетонної суміші (рисунок 4.2), причому визначення проводять|чинять| або дослідним шляхом, або приблизно по графіку, приведеному на рисунку 4.3. Графіки складені при витраті цементу до 400 кг на 1 м³ бетону. Далі визначають витрату цементу:

 

.                               

(4.5)

Будівельні норми і правила встановлюють мінімальний вміст|вміст,утримання| цементу на 1 м³, тому якщо кількість цементу, розрахована за формулою (4.5), виявиться нижчою, то необхідно довести його до норми.

 

 

Рисунок 4.2 – Визначення легкоукладуваності

бетонної суміші вібрацією

 

Витрата піску визначається як різниця між 1 м³ (1000 л) суміші і абсолютними об'ємами|обсягами| складових бетону (води, цементу і щебеня):

 

,                           

(4.6)

Розрахувавши склад бетону на пробних замісах (об'єм|обсяг| замісу| близько (8-10) л), перевіряють легкоукладуваність бетонної суміші і при необхідності вносять поправки до складу бетону. На контрольних| бетонних зразках|взірцях| перевіряється міцність бетону.

 

 

Рисунок 4.3 – Графік залежності водонеобхідності бетонної суміші від її рухливості (а) і легкоукладуваності| (б)

Спосіб визначення складу водонепроникного бетону

Основними шляхами|коліями,дорогами| фільтрації води через тіло бетону являється| нещільність, що має наступне|слідуюче| походження:

1) нещільність, що виникла через недосконалість засобів|коштів| приготування бетонної суміші, тобто порожнечі|пустотами|, одержані|отриманими| за рахунок попадання повітря або непромішування надлишку води при обробці бетонної суміші в бетономішалках;

2) нещільність, що виникла через порушення технології укладання бетонних сумішей (раковини, каверни і т.п.) і неправильних режимів твердіння| бетону (тріщини і т.п.):,

3) дефекти структури бетону, які утворюються як результат физико-хімічних|фізико-хімічних| процесів, що спостерігаються в твердіючому бетоні.

Нещільностям перших двох класів легко запобігти при дотриманні існуючих|наявний| технічних умов (ТУ) на приготування і укладання бетонних сумішей і подальшу|дальшу| витримку|витяг| бетону. Нещільності третього класу бетону роблять основний вплив на водонепроникність правильно приготованого, укладеного і витриманого бетону.

Ці нещільності складаються в основному з|із| порожнин в цементному камені і нещільностей на контакті цементного каменя і заповнювача. Встановлено|установлено|, що нещільності в тілі бетону не пропускають води в тому випадку, якщо|у тому випадку , якщо,в том случае | їх діаметр менше 1 мікрона. Тому завдання|задача| отримання|здобуття| водо-непроникного бетону зводиться до отримання|здобуття| мікропористої структури бетону.

На формування мікропористої структури бетону робить вплив велика кількість чинників|факторів|, найважливішими з|із| яких є|з'являються,являються|: мінералогічний| склад і тонкість помолу цементу, водоцементне| відношення|ставлення|, співвідношення складових бетону, ступінь|міра| і характер|вдача| ущільнення свіжоукладеної бетонної суміші і ін.

Мікропориста структура цементного каменя, як показали дослідження проф|. І.Н. Ахвердова, може бути одержана|отримана| при застосуванні|вживанні| цементу задовільної якості при водоцементному відношенні|ставленні|, що знаходиться|перебуває| в межах:

 

,                           

(4.7)

де Кн.г. – водоцементне відношення|ставлення| тіста нормальної густини.

У цих умовах формується коагуляційна (зв'язкова) структура цементного тіста, об'єм|обсяг| якого не можна представити|уявити| як суму абсолютних об'ємів|обсягів| цементу і води ; объем цементного тіста V_ЦТ в цьому випадку визначається по формулі проф|. І.Н. Ахвердова:

 

,

(4.8)

де Ц - витрата цементу, кг;

| – приблизна питома вага цементу, кг/л; |видається|;;;;

при 0,25 і 3,15 тоді 2,69;

при 0,27 і 3,10 тоді 2,62; 

при 0,30 і 2,95 тоді 2,48;

| – середня щільність сольватного| шару води, адсорбованого на кожній з частинок|часток,часточок| цементу, що приймається сталою величиною і рівна 1,5 (1,5 – характеризує щільність цементного тіста);

 

.

(4.9)

Регулювати величину нещільності на контакті цементного каменю і заповнювачів в даний час|нині| не є можливим. Але,|однак| якщо цю нещільність роз'єднати за рахунок прошарків водонепроникного цементного каменю, то їх вплив на водонепроникність бетону виявиться мізерним. Зробити це можна, представивши|уявивши| структуру розчину і бетону у вигляді частинок|часток,часточок| заповнювача|, що обмазали шаром цементного тіста (для розчинів) або розчином (для системи щебінь-розчин), причому порожнечі|пустоти| між частинками|частками,часточками| також заповнені цементним тістом (або розчином). Завжди існує якась оптимальна товщина обмазки|, що забезпечує максимально можливу водонепроникність розчину або бетону. Дослідження показують|погойдують|, що максимально водонепроникний| розчин має місце при товщині цементної обмазки                | =(0,000013-0,000015) мм, а максимально водонепроникний| бетон – при коефіцієнті розсунення зерен щебеня =l,4-1,8.

Таким чином, водонепроникний бетон може бути одержаний|отриманий|, якщо його склад підібрати так|добрати|, щоб:

1) цементний камінь заданої якості (на відповідно підібраному цементі і з|із| мінімально можливим В/Ц) заповнював з|із| певним розсуненням порожнини|пустоти| в піску, утворюючи максимально водонепроникний розчин;

2) максимально водонепроникний розчин повинен заповнювати з|із| певним розсуненням порожнини|пустоти| в крупному|великому| заповнювачі, утворюючи максимально водонепроникний бетон.

Це завдання|задача| вирішується|вирішується| за формулами, одержаними|отриманих| в результаті|унаслідок,внаслідок| розв’язання|розв'язання,вирішення,розв'язування| наступної|слідуючої| системи рівнянь:

 

,

(4.10)

,

(4.11)

,

(4.12)

де Щ і П – кількість щебеня і піску на 1 м³ бетону, кг; 

 і | – коефіцієнти розсунення щебеня і піску відповідно;

 і  – об'ємна вага щебеня та піску, кг/л;

 і  – питома вага щебеня та піску, кг/л;

   і  – порожнистість щебеня і піску.

 

,

(4.13)

де U_СП – питома поверхня піску, м²/кг.

Якщо рівняння (4.10) показує, що сума абсолютних об'ємів|обсягів| щебеня, піску і цементного тіста займає|позичає,посідає| об'єм|обсяг|, рівний 1000 л (1 м³), а рівняння (4.11) - що цементно-піщана суміш заповнює порожнини|пустоти| щебеня з урахуванням|з врахуванням| розсунення його зерен, то рівняння (4.12) знаходиться|перебуває| з|із| умови заповнення порожнин|пустот| піску цементним тістом плюс цементне тісто, що йде на обмазку| частинок|часток,часточок| щебеня, причому товщина обмазки| не перевищує товщину обмазки| частинок|часток,часточок| піску .

,

(4.14)

де – питома поверхня щебеня, м²/кг.

Знайшовши  з|із| рівняння (4.13), позначивши  і, підставивши| в рівняння (4.14), одержимо|отримаємо| рівняння (4.12).

Рішенням|розв'язанням,вирішенням,розв'язуванням| системи рівнянь (4.10), (4.11), (4.12) одержані|отримані| формули для знаходження Щ; П і V_ЦТ:

 

,

(4.15)

,

(4.16)

.

(4.17)

Кількість цементу визначаться з|із| виразу|вираження| (4.8), кількість води – з|із| рівняння:

 

,

(4.18)

де B_З – водонеобхідність заповнювача.

Міцність бетону визначається за формулою                проф|. І.Н. Ахвердова:

 

.

(4.19)

де – вміст тонкомеленої| мінеральної добавки в цементі;

Кс – коефіцієнт, що характеризує шорсткість поверхні крупного|великого| заповнювача, для щебеня Кс=1,1; для гравію Кс = 1.

Застосування|вживання| приведеної формули міцності бетону дозволяє у разі|в разі| застосування|вживання| цементів| високих марок регулювати міцність бетону не за рахунок підвищення В/Ц, що веде до різкого зменшення водонепроникності, а за рахунок введення|вступу| тонкомеленої мінеральної добавки.

Розрахувавши склад бетону на пробних замісах, перевіряють легкоукладуваність| бетонної суміші і при необхідності вносять поправки. При цьому легкоукладуваності бетонної суміші змінюють|зраджують| за рахунок збільшення коефіцієнта  або  або за рахунок зміни і того, і іншого.

Перевірку водонепроникності і міцності бетону проводять|виробляють,справляють| на контрольних зразках|взірцях|.

 

3 Коефіцієнт виходу бетону

Одержаний|отриманий| при перемішуванні об'єм|обсяг| бетонної суміші буде завжди менший, як сума об'ємів|обсягів| спочатку завантажених матеріалів, оскільки|тому що| порожнини|пустоти| в щебені, заповнюються піском, а порожнини|пустоти| в піску - цементним тістом. Відношення|ставлення| об'єму|обсягу| бетонної суміші до суми об'ємів|обсягів| сухих початкових|вихідних| матеріалів називається коефіцієнтом виходу бетону.

Знаючи витрату матеріалу на 1 м³ (1000 л) бетону, знайдемо, що:

 

,

(4.20)

де  – коефіцієнт виходу бетону;

Ц, П і Щ – витрата цементу, піску і щебеня на 1 м³     бетону, кг;

, ,  – об'ємні ваги цементу, піску і щебеня, кг/л.

 

4 Витрата матеріалів на заміс бетономішалки

На практиці потрібно розраховувати дозування складових частин бетону на заміс бетономішалки певної місткості|ємкості|.

Цей розрахунок з урахуванням|з врахуванням| знайденого коефіцієнта виходу бетону проводять|виробляють,справляють| за наступними|слідуючих| формулами:

 

,

(4.21)

,

(4.22)

,

(4.23)

,

(4.24)

де Ц_М, В_М, Щ_М, П_М – відповідно кількість цементу, води, щебеня і піску, необхідна на заміс бетономішалки     об'ємом|обсягом| V, л;

Ц, В, Щ і П – витрата відповідно цементу, води, щебеня і піску на 1 м³ бетонній суміші, кг.

 

5 Розмитість свіжоукладеного бетону

Для дослідження розмитості| свіжоукладеного| бетону відбирають (30-40) кг бетонної суміші і поміщають її у форму розміром 25х20х35 см (рисунок 4.4) з|із| перфорованою передньою стінкою. Ущільнення бетонної суміші проводиться|виробляється,справляється| штикуванням пошарово, при цьому суміш укладається|вкладається| трьома шарами і кожен шар штикується 25 разів.

Рисунок 4.4 – Форма для дослідження розмитості| бетонних сумішей

 

Далі за допомогою шаблону в суміші формують канавку поперечним перерізом 10 см².

Після цього форма з|із| бетонною сумішшю зважується з|із| точністю| до| 1 г.

Через (5-8) хвилин після|потім| укладання бетонної суміші у форму по канавці| пропускається вода. Швидкість протікання води рівна 2, 5 або 10 л/хв. Вода пропускається по канавці протягом 1 години.

Потім форма з|із| бетонною сумішшю зважується знову|знову,щойно|. Втрата бетонної суміші у вазі, виражена|виказана,висловлена| у відсотках|процентах|, береться за показник її розмитості| і визначається за формулою:

 

,

(4.25)

де С – вага форми з|із| бетонною сумішшю перед випро-буванням, г;

    С₁ – вага форми з|із| бетонною сумішшю після|потім| випробування, г.

Дані випробування заносяться в таблицю 4.2.

 

Таблиця 4.2 – Результати випробовування розмитості

Склад бетонної суміші

В/Ц

Sl, с

Вага форми із сумішю, г

P,

%

Ц

П

Щ

до випробо-вування

після випробо-вування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Водонепроникність бетону

Водонепроникність бетону в значній мірі|значною мірою| зумовлює його стійкість проти|супроти| хімічної агресії і морозостійкість. Оскільки|тому що| бетонна міцність| гірничих|гірничих| виробок нерідко|незрідка| піддається| дії тиску мінералізованих підземних вод, то в цих умовах водонепроникність бетону набуває виняткового значення і від неї залежить довговічність бетонної міцності|.

В даний час|нині| є|наявний| ряд|лаву,низку| способів оцінки водонепроникності| бетону. Найбільш важливі|поважні| з|із| них приведені нижче.

Методика визначення водонепроникності за максимальним тиском

Ступінь|міра| водонепроникності бетону характеризується найбільшим тиском|тисненням| води, при якому ще не спостерігається просочування її через зразки|взірці|. Випробування починається|розпочинається,зачинається| при тиску|тисненні| води, рівному 1 кгс/см², і надалі через кожні 8 годин тиск|тиснення| підвищують ступенями|рівнями| на 1 кгс/см².

У момент появи на торцевій поверхні зразків|взірців|, яка протилежна до тієї, на яку подається тиск|тиснення|, ознак просочування води, випробування припиняють і відмічають відповідний тиск|тиснення|.

Для випробування готують шість зразків|взірці|, що мають форму| циліндра діаметром і висотою 150 мм. Ущільнення зразків|взірців| проводять|виробляють,справляють| на лабораторному вібростолі, який має амплітуду 0,3 мм, а кількість коливаннь 3000 за хвилину.

Випробування дозволяється проводити на приладі    будь-якої конструкції.

Основною трудністю при конструюванні приладів для випробування бетонних зразків|взірців| на водонепроникність є|з'являється,являється| створення|створіння| умов для фільтрації всієї кількості води, що просочилася, безпосередньо через тіло бетонного зразка|взірця|.

При випробуванні за опианою методикою зразки|взірці| витримують заздалегідь протягом доби на повітрі, а потім поміщають в металеві циліндрові форми внутрішнім діаметром 155 мм і висотою 150 мм. Проміжок між формою і зразком|взірцем| заповнюють ущільнюючим матеріалом (розплавлений віск, бітум). Перед заливкою форму прогрівають до температури розплавленого| ущільнюючого матеріалу. Випробування проводити краще через (1-2) дні після|потім| переміщення|помешкання| зразка|взірця| у форми. Торцеві поверхні зразків|взірців| перед їх випробуванням повинні бути ретельно очищені|обчищені| сталевою щіткою для видалення|віддалення| цементної плівки і слідів ущільнюючого| матеріалу.

За показник водонепроникності випробовуваного бетону приймають той найбільший тиск|тиснення| води, при якому на чотирьох з|із| шести зразках|взірцях| ще не спостерігається просочування води.

Як видно|показно|, стандартна методика не має науково обгрунтованого кількісного критерію водонепроникності, її показник дуже|дуже| умовний і не може використовуватися при розрахунку фільтраційних властивостей водяних перешкод. Система ущільнення зразків|взірців| в приладі при цьому не виключає| фільтрації біля стінки і дуже трудомістка|, а прилади розраховані на тиск|тиснення| води до 10 кгс/см². У практиці підземного| будівництва має місце значно більший гідростатичний тиск|тиснення|.

Оцінка водонепроникності бетону за кількістю води, що просочилася

Враховуючи недоліки попередньої|нестачі| методики, ряд|лава,низка| дослідників пропонує оцінювати водонепроникність бетону по кількості води, що просочилася за певний час через зразок|взірець|.

На рисунку 4.5 показано приклад|зразок| установки, яка найкраще відповідає описуваній методиці.

У зразки|взірці| циліндричної форми діаметром і висотою       150 мм забетоновуються| штуцери, які являють| собою металеві трубки|люльки|, зовнішній кінець яких закінчується різьбою для приєднання за допомогою сполучної муфти до установки, що подає воду під тиском|тисненням|.

Другий кінець штуцера закінчується або перфорованою ділянкою, або розширенням у вигляді ковпачка. Штуцер встановлюється точно по осі зразка|взірця| на глибину 50 мм від нижньої основи|основи,заснування| циліндра. Щоб уникнути запливання бетонної суміші в процесі її вібрації в порожнину штуцера вставляється металевий стержень|стержень| на всю його висоту. Для випробування виготовляють шість зразків|взірці|.

Тиск|тиснення| води на зразок|взірець| подається ступенями|рівнями|, по (1-2) атм| через 1 годину. Фіксується момент появи перших крапель|краплин|, після чого під зразок|взірець| підвішується відерко.

Заданий рівень тиску|тиснення| води фіксується манометрами, змонтованими на установці.

За показник водонепроникності випробовуваного бетону береться кількість води в кубічних сантиметрах, що профільтрувалася через зразки|взірці| за весь цикл випробування, причому береться середнє з|із| шести результатів.

 

 

1 – насос; 2 – емкість|ємкість|; 3 – водорозвідна система;

4 – зразки|взірці|; 5 – гумовий шланг

Pиcунок 4.5 – Схема установки для оцінки водонепроникності по кількості води, що просочилася

 

Описана методика містить|утримує| недоліки попередньо описаної|нестачі| методики і може використовуватись з метою орієнтовної | якісної оцінки водонепроникності бетону.

Оцінка водонепроникності бетону за коефіцієнтом фільтрації

Оцінку водонепроникності проводять|виробляють,справляють| на основі відомої закономірності Дарсі для фільтрації рідин в пористих середовищах|середі|:

 

,

(4.26)

де V – швидкість фільтрації рідини в пористому середовищі|середі|;

 – градієнт тиску|напору|;

С|із| – коефіцієнт фільтрації, що приймається за характеристику водонепроникності бетону.

Стосовно фільтрації бетонних зразків|взірців| вираз|вираження| (4.26) приймає наступну|слідуючу| форму:

 

,

(4.27)

де Q – кількість води, що просочилася, за даний відрізок    часу, м³;

L – шлях|колія,дорога| фільтрації або висота зразка|взірця|, м;

S – площа|майдан| зразка|взірця|, м²;

Н – тиск|тиснення| води, м (1 атм| = 10 м); 

Т – час фільтрації, с;

С|із| – коефіцієнт фільтрації, м/с.

Тиск|тиснення| води на зразок|взірець| в цьому випадку подають відразу. Оскільки,|тому що| з метою економії часу, випробування доцільно на торець зразка|взірця| відразу ж подавати великий тиск|тиснення|, а застосування|вживання| формули (4.27) припускає|передбачає| постійність|незмінність| площі|майдану| S потоку фільтрації, то в цьому випадку виникає необхідність ретельного ущільнення зазору між зразком|взірцем| і металевою обоймою для запобігання |фільтрації біля стінок.

Одна із зручних для застосування|вживання| в даному випадку систем ущільнення приводиться|призводиться,наводиться| на рисунку 4.6.

 

 

Рисунок 4.6 – Ущільнення зазора між зразком|взірцем| і станком

 

Зразок|взірець| циліндричної (діаметром і висотою 150 мм) або кубічної форми поміщається в гумову оболонку, яка знаходиться|перебуває| усередині циліндричної обойми, зробленої із|із| сталі. Через спеціальний штуцер подається стиснуте повітря, яке, розтягуючи оболонку, ущільнює зазори між зразком|взірцем| і обоймою. При цьому тиск|тиснення| повітря повинен бути дещо більшим, ніж тиск|тиснення| води, поданої на торець зразка|взірця|.

Тиск|тиснення| води на торець зразка|взірця| заміряється манометром, вмонтованим в установку. Час фільтрації відмірюється|відміряється| з моменту|із моменту| появи вологи на протилежному торці зразка|взірця|, що знаходиться|перебуває| під тиском|тисненням|. Кількість води, що просочилася, заміряється за допомогою мензурки.

Оцінка водонепроникності бетону за коефіцієнтом проникності

Коефіцієнт фільтрації не є однозначною характеристикою пористого| середовища|середи| і залежить|, з одного боку, від структурних особливостей матеріалу і, з|із| іншого – від питомої ваги |в,біля| і в'язкості  води, що фільтрується:

 

,

(4.28)

де К_О – коефіцієнт проникності бетону.

Зміна температури води, що фільтрується, істотно|суттєво| впливає на її в'язкість  (таблиця 4.3).

 

Таблиця 4.3 – Залежність в’язкості води від температури

Температура води, t, ˚С

+0

+10

+20

+30

+50

В’язкість води, ,

10^-6, кг·с/м²

182,3

133,1

102,4

81,7

56,2

Температура води, t, ˚С

+60

+70

+80

+90

+100

В’язкість води, ,

10^-6, кг·с/м²

47,9

41,4

32,2

32,1

28,8

 

Тому точнішою і зручнішою буде оцінка водонепроникності бетону за допомогою коефіцієнта проникності, який відображає|відображує| вплив структурних особливостей бетону на водонепроникність і не залежить від фізичних властивостей рідини, що фільтрується. Остання обставина дозволяє розраховувати витік найрізноманітніших рідин через бетонні перешкоди.

Коефіцієнт проникності для випадку бетонних зразків|взірців| визначається за формулою:

 

.

(4.29)

Випробування зразків|взірців| на водонепроникність доцільно проводити|виробляти,справляти| на установці Московського гірничого|гірничого| інституту, в якій досягнуто добре|доброго| ущільнення зазору між зразком|взірцем| і обоймою, що дозволяє доводити тиск|тиснення| води на торець зразка|взірця| до 150 кгс/см².

Установка складається з трьох сталевих станків внутрішнім діаметром 171 мм, в які поміщається зразок|взірець| бетону діаметром і висотою 150 мм. Знизу і зверху стакан|склянка| (рисунок 4.7) стягується фланцями 2 із|із| спеціальними виступами 4, якими затискається ущільнюючий матеріал 5, який набивається між зразком|взірцем| і циліндром| 3.

Як ущільнювач застосовується гума, нарізана смугами розміром 14х30х497 мм і укладена так, щоб сполучні стики смуг не знаходилися|перебували| на одній вертикальній лінії. Вода на торець зразка|взірця| подається через нижній фланець. Тут же поставлена спіралевидна трубка|люлька| 6, через яку випускають повітря, затиснене між торцем і фланцем. Трубка|люлька| щільно закладена в трійник 7 і закривається|зачиняється| заглушкою 8. Всі шість стаканів|склянок| сполучені|з'єднані| послідовно між собою жорсткою системою з|із| латунних труб і спільно через гнучкий шланг – з|із| резервуаром об'ємом|обсягом| 0,5 м³, який приєднаний до високонапірного насоса КН-2| з|із| ручним приводом і до водопровідної мережі|сіті|. Установка обладнана двома манометрами.

Вода, що профільтрувалася через зразок|взірець|, збирається у верхніх частинах|частках| циліндрів 1 і заміряється. Одночасно заміряється температура води, що фільтрується, і час фільтрації, який відлічується з моменту|із моменту| появи вологи| на верхньому торці зразка|взірця| до моменту припинення випробування. Заданий тиск|тиснення| на торець подається відразу і під час випробування утримується|стримується| на одному рівні.

Для випробування прийняті три зразки|взірці|, це обгрунтовано малим розходом результатів випробування, встановленим|установленим| практикою.

 

 

Рисунок 4.7 – Пристрій|устрій||гнізда| для випробовування зразків|взірців|

бетону на водонепроникність

 

Результати випробувань визначають|находять| як середнє арифметичне, з|із| трьох результатів|. Всі дані і розрахунки випробувань зводяться в таблицю 4.4.

 

Таблиця 4.4 – Результати випробовування

Склад бетону

Вік бетону

Характеристика фільтрату

Розміри зразка

Час фільтрації

Т, год.хв.с.

Кількість води,

що просочилася

К_О

Ц

П

Щ

t, °C

Μ, кг·с/м²

 

початок

кінець

час

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольні питання

 

1 Що називається бетоном?

2 Що таке рухливість та легкоукладуваність бетонної суміші?

3 Як проводиться визначення рухливості бетонної суміші?

4 Для чого проводиться визначення складу бетонної суміші? Які методи визначення складу бетонної суміші Ви знаєте?

5 З якою метою проводиться визначення коефіцієнту виходу бетону?

6 Як визначається розмитість бетонної суміші і з якою метою?

7 Що таке водонепроникність бетону і які методи визначення водонепроникності Ви знаєте?

Лабораторна робота №5

Тема: Визначення міцності бетону

Мета:Навчитися визначати визначати міцність бетону в стандартних зразках і в конструкціях

 

Існуючі|наявний| стандарти| рекомендують визначати міцність бетону на зразках|взірцях|, приготованих в лабораторних умовах або безпосередньо на місці укладання бетонних сумішей у відповідних умовах. Такий контроль дозволяє судити про міцність бетону не точно|мірі| і часто не відображає|відображує| дійсної міцності бетону в конструкції.

Найбільш ефективний контроль якості бетону полягає у випробуванні міцності бетону безпосередньо у виробах, конструкціях і т.п. При будівництві підземних споруд|споруджень| і шахт виникає потреба в подібному контролі міцності бетону, оскільки|тому що| укладання бетонних сумішей при цьому часто здійснюється в несприятливих умовах (забрудненість і т.п.) і міцність бетону в конструкції може значно| відрізнятися від міцності контрольних зразків|взірців|. Проте|однак| контроль міцності бетону безпосередньо у виробах пов’язаний з|із| певними технічними труднощами. В даний час|нині| є|наявний| ряд|лаву,низку| методів, що дозволяють проводити такий контроль.