Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Марка крупного заполнителя по прочности
3.7 Содержание пылевидных илистых и глинистых частиц
Испытание состоит в определении количества частиц размером менее 0, 05 мм. Для этого применяется метод отмучивания. Навеску материала, высушенного до постоянной массы, помещают в цилиндрическое ведро, высотой более 300 мм и сосуд для отмучивания и заливают водой выше уровня материала на 200 мм. Выдерживают 2 часа, периодически перемешивая. После этого содержимое сосуда энергично перемешивают и оставляют в покое на 2 мин. Затем сливают, полученную суспензию, оставляют слой ее под заполнителем не менее 30 мм. Промывку производят до тех пор, пока вода после промывки не станет прозрачной. Промытую навеску высушивают до постоянной массы. Содержание илистых вычисляют по формуле. m – m1 Отм = ———— 100, (6) m
где m – масса заполнителя до отмучивания, г; m1 – масса заполнителя после отмучивания, г.
3.8 Содержание органических примесей
Пригодность заполнителя для применения в бетоне в зависимости от содержания органических примесей оценивают по каллометрической пробе. Для этого пробу засыпают в цилиндр вместимостью 250 мм до отметки 130 мл и заливают 3%-ным раствором едкого натра до отметки 200 мл. Содержимое цилиндра взбалтывают и оставляют на 24 часа.
3.9 Определения содержания пластинчатых (лещадных) и игловатых форм зерен крупного заполнителя
Содержание пластинчатых и игловатых форм определяют непосредственными размерами с помощью штангенциркуля или передвижного шаблона. К пластинчатым (лещадным) и игловатым зернам ( П, %) относятся зерна с отношением длины к ширине или толщине более трех. m1 П = —— 100, (7) m где m1 –масса пробы, г; m – масса зерен пластинчатой игловатой формы, г.
Лабораторная работа №2
ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Цель работы: подобрать состав тяжелого бетона с заданными свойствами бетонной смеси и бетона.
1 Применяемая аппаратура - Весы настольные ВНЦ (ГОСТ 23711-79 Весы для статического взвешивания. Общие технические условия). - Пресс с усилием 50т. - Формы металлические для кубов с ребром 100 мм (ГОСТ 22685-89 Формы для изготовления контрольных образцов бетона. Технические условия. ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам). - Лопатки. - Линейки металлические (ГОСТ 17435-80 Линейки чертежные мерительные). - Цилиндры мерные металлические объемом 1; 5; 10л. - Мензурки. - Виброплощадка (ГОСТ 10180-1-81). - Стандартный конус для определения подвижности бетонной смеси (ГОСТ 10180-1-81). - Технический вискозиметр для определения жесткости бетонной смеси. - Секундомер.
2 Последовательность выполнения работы
1. Получить исходные данные для расчета состава бетона. 2. Выбрать оптимальное соотношение фракций крупного и мелкого заполнителей. 3. Выбрать марку цемента для приготовления бетонов. 4. Определить свойства исходных материалов для бетонов. 5. Ориентировочно назначить состав бетона по таблицам, формулам, графикам с использованием метода абсолютных объемов. 6. Приготовить пробные замесы с разным расходом цемента при заданных свойствах бетонной смеси. 7. Заформовать опытные образцы. 8. Откорректировать состав бетона по пробным замесам. 9. Испытать опытные образцы из бетона и построить график зависимости прочности бетона от расхода цемента и назначить состав бетона.
3 Методика и порядок выполнения работ
3.1 Определение исходных данных
К данным, необходимым для расчета состава бетона, принимаемым по справочной литературе или ТУ на изготовление, относятся: - марка бетона по пределу прочности на сжатие, класс бетона; - отпускная прочность, % от проектной; - передаточная прочность, % от проектной; - удобоукладываемость бетонной смеси для подвижных смесей по осадке стандартного конуса, см; по жесткости; - условия твердения (нормальные или ускоренные), режимы тепловой обработки, максимальная температура изотермической выдержки, относительная влажность воздуха. 3.2 Выбор оптимальных соотношений фракций крупного заполнителя
В зависимости от наибольшей крупности заполнителя осуществляется назначение фракций по табл. 3.
Таблица 3 Рекомендуемые количественные соотношения фракций крупного заполнителя
3.3 Выбор марки цемента для приготовления бетона
Марку цемента рекомендуется принимать по табл. 4. Таблица 4 Рекомендуемые марки цемента для приготовления бетонов
3.4 Определение исходных свойств материалов для бетона
Физико-механические характеристики (свойства) определяются по методикам лабораторной работы №1 (см. выше) или задаются преподавателем.
3.5 Ориентировочное назначение состава бетона
В основу расчета состава положены формулы прочности бетона (см. ниже формулы (8) и (9).
3.5.1 Определение цементно-водного отношения
Необходимое значение В/Ц рекомендуется находить из формулы Боломея-Скрамтаева
Rб = A Rц (Ц/В – 0, 5), (8) Rб = A1 Rц (Ц/В + 0, 5), (9)
где Rб – марка бетона по прочности, МПа (кг/см2); Rц – активность цемента, МПа (кг/см2); Ц/В - цементно-водное отношение. Значение коэффициентов А и А1 принимаются по табл. 5. Таблица 5 Коэффициенты А и А1 учитывающие качество заполнителя
Формулы 3 и 4 применяют для жестких и пластичных бетонных смесей, формуемых с помощью вибрирования. Коэффициент уплотнения при этом должен быть не ниже 0, 98. При В/Ц ≥ 0, 4 A Rц В/Ц = ——————— (10) Rб + 0, 5 A Rц При В/Ц ≤ 0, 4 A1 Rц В/Ц = ——————— (11) Rб + 0, 5 A1 Rц
3.5.2 Определение содержания воды (водопотребности бетонной смеси)
Расход воды на 1 м3 бетонной смеси определяет ориентировочно в зависимости от требуемой подвижности (жесткости) бетонной смеси по табл. 6 с учетом поправок по табл. 7 и 8.
Таблица 6 Ориентировочные расходы воды
Таблица 7 Поправочные коэффициенты к значениям водосодержания при различных В/Ц в бетоне
Таблица 8 Поправочные коэффициенты к значениям водосодержания при изменении свойств цемента и заполнителей
3.5.3 Определение расхода цемента
Расход цемента вычисляется по формуле:
В Ц = ——— (кг/м3) (12) В/Ц
Полученные значения уточняются по " Федеральным (типовым) элементным нормам расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций" СНиП 82-02-95. Если расход цемента на 1 м3 бетона окажется ниже допустимого нормами, необходимо довести его в соответствие с рекомендациями типовых норм. В нормах предусмотрено применение цементов с нормальной густотой теста 25-27%. Если нормальная густота теста цемента превышает 27%, табличные нормы умножают на коэффициенты, указанные в табл. 9. Таблица 9 Коэффициент изменения расхода цемента в зависимости от нормальной густоты
Таблица 10 Коэффициент изменения расхода цемента в зависимости от активности цемента при пропаривании
Коэффициенты табл. 10 распространяются на бетоны марок М-400 и выше с отпускной прочностью 70 % и ниже, т. е. для конструкций, твердеющих при режимах тепловой обработки изделий пропариванием, электропрогревом, обогревом в газовой среде, и при всех случаях оптимальных режимов тепловой обработки, обеспечивающих полное использование прочностных свойств цементов. Базовые нормы расхода цемента для тяжелых бетонов, используемых при производстве изделий по поточно-агрегатной, конвейерной и стендовой технологиям приведены в табл. 11.
Таблица 11
При производстве изделий по кассетной технологии в табл. 12. Базовые нормы расхода цемента для мелкозернистых бетонов приведены в табл. 13.
Таблица 12 Базовые нормы расхода цемента в зависимости от толщины изделий
Таблица 13 Базовые нормы расхода цемента для мелкозернистого бетона
ТЭН определены для щебня с содержанием зерен пластинчатой и игловатой форм от 25 до 35% (по массе). При использовании щебня с другим содержанием этих зерен следует применять коэффициенты, указанные в табл. 14.
Таблица 14
При использовании мелких и очень мелких песков следует применять для тяжелых бетонов коэффициенты, указанные в табл. 15. Таблица 15
Для мелкозернистого бетона при использовании песков для строительных работ с модулем крупности 1, 5–2 следует применять коэффициент 1, 2, в соответствии с п. 5.14 СНиП 82-02-95. Федеральные (типовые) элементы норм расхода цемента при изготовлении бетонных и железобетонных изделий и конструкций. Базовыми нормами предусмотрено применение заполнителей с наибольшей крупностью 20 мм. При применении заполнителей с отличной от 20 мм крупностью зерен следует применять коэффициенты, указанные в табл. 16. Таблица 16
Нормы расхода цемента приведены для бетонных смесей с маркой по удобоукладываемости П1. При проектировании бетонных смесей других марок по удобоукладываемости следует применять коэффициенты, указанные в табл. 17. Таблица 17
При применении бетонных смесей марок П3 – П4 нормы расхода цемента принимают как для смесей марки П2 с учетом обязательного применения пластифицирующих добавок. При горячем формировании, с использованием бетонной смеси выше 25о С базовые значения норм следует умножать на коэффициенты, указанные в табл. 18. Таблица 18
При твердении сборные бетонные и железобетонные конструкции (ЖБК) без тепловой обработки, в случае применения шлакопортландцемента и сульфатостойкого шлакопортландцемента базовые нормы умножаются на коэффициент 1, 1. При использовании шлакопортландцемента или сульфатостойкого шлакопортландцемента в условиях тепловой обработки продолжительностью 12-13 часов при температуре 80С базовые нормы расхода цемента следует умножать на коэффициент 1, 1. При изготовлении изделий в кассетных установках с использованием коротких режимов тепловой обработки к базовым нормам применяют коэффициенты, указанные в табл. 19. Таблица 19
При изготовлении предварительно напряженных конструкций с отпуском натяжения арматуры на горячий бетон, нормы расхода цемента следует принимать по величине нормируемой передаточной прочности, соответствующей отпускной прочности, с применением коэффициента 1, 08. Для бетонов, изделий и конструкций, к которым предъявляются требования по морозостойкости и водонепроницаемости, в табл. 20 приведены ТЭН с условием обязательного применения воздухововлекающих, газообразующих или комплексных добавок. В качестве ТЭН следует принимать расход, который окажется наибольшим при сопоставлении с ТЭН, полученными путем умножения базовой нормы на все необходимые коэффициенты, и ТЭН, указанными в табл. 20 без каких-либо коэффициентов. Таблица 20
Нормы расхода цемента, рассчитанные для тяжелого и мелкозернистого бетона, не должны быть ниже минимального расхода цемента, установленного ГОСТ 26633-91 Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия.
3.5.4 Определение расхода крупного заполнителя
Расход щебня (гравия) на 1 м3 бетона определяется из условия, что плотность тяжелого бетона в уплотненном состоянии приближается к абсолютной плотности, т. е. сумма абсолютных объемов исходных материалов близка к 1. Следовательно,
Ц/ρ ц + В/ρ в + П/ρ п + Щ/ρ щ = 1 м3 (1000 п), (13)
где Ц, В, П, Щ – содержание соответственно цемента, воды, песка и щебня (гравия), кг; ρ ц, ρ в, ρ п – плотность этих материалов, кг/л; ρ щ – кажущаяся плотность щебня, кг/л.
Из уравнения следует, что Ц/ρ ц + В/ρ в + П/ρ п – это объем раствора, заполняющего пустоты в крупном заполнителе, т. е. объем раствора можно приравнять к объему пустот в крупном заполнителе. Объем пустот можно представить в виде: Щ —— · Vп, (14) ρ нщ где Щ/ρ нщ – объем крупного заполнителя, л; Vп – его межзерновая пустотность, %; ρ нщ – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/л.
При заполнении объема пустот смесь будет с низкой удобоукладываемостью, поэтому необходимо в расчеты ввести коэффициент избытка раствора, который устанавливается по табл. 21. Следовательно, Ц В П Щ —— + —— + —— = —— · Vп · α (15) ρ ц ρ в ρ п ρ нщ
Представляя правую часть равенства (15) в общем уравнение (13) получим: Щ Щ —— · Vп · α + —— = 1000, (16) ρ нщ ρ ′ щ откуда Щ = —————————— [кг] (17) Vп/ρ нщ · α + 1/ρ ′ щ
Таблица 21 Оптимальные значения коэффициента α для бетонной смеси на песках средней крупности
3.5.5 Определение расхода мелкого заполнителя
Расход песка на 1м3 бетона (1000 л) определяется как разность между абсолютным объемом бетона и суммой абсолютных объемов цемента, воды и крупного заполнителя, кг: Ц В Щ П = [ 1000 – —— + —— + —— ] · ρ п (18) ρ ц ρ в ρ щ
Полученный состав бетона, называемый номинальным, соответствует сухим материалам. Если крупный и мелкий заполнитель имеет определенную влажность, необходимо осуществить расчет рабочего состава бетона. 3.5.6 Определение номинального и рабочего состава бетона
Вычисленные значения расхода материалов номинальных составов записываются по форме табл. 22. Работа выполняется тремя бригадами студентов. Первая бригада принимает расход цемента по " Типовым нормам расхода цемента" для заданных физико-математических характеристик бетона. Вторая бригада уменьшает расход цемента по сравнению с нормативными на 15%, третья бригада увеличивает расход цемента по сравнению с нормативными на 15%. Таблица 22 Номинальные расходы материалов на 1м3 (1000 л) и пробные замесы на 7 литров
При условии известной влажности крупного и мелкого заполнителя каждая бригада рассчитывает рабочий состав пробных замесов, записывая результаты по той же форме (табл. 22).
4 Приготовление пробных замесов с заданными свойствами бетонной смеси с разным расходом цемента
Перемешивание материалов для пробных замесов производится вручную на металлическом поддоне размером 0, 7 х 1м с помощью лопаток. На смоченный водой поддон высыпается песок, затем цемент, после их перемешивания добавляется щебень. Материалы перемешиваются в сухом состоянии в течение 3-4 мин. В сухой смеси делается углубление для добавления воды. Сначала подается примерно половина дозы воды и осуществляется ее перемешивание с сухими материалами в течение 3-4 мин., затем подается остальная вода и смесь опять тщательно перемешивается. Проверка пробного замеса на заданную подвижность производится по осадке стандартного конуса. Определение осадки бетонной смеси осуществляется следующим образом (ГОСТ 10181.1-81). Металлический конус, предварительно смоченный водой, устанавливается на металлический поддон. Наполнение конуса бетонной смесью производится в три слоя. Каждый слой штыкуется 25 раз металлическим стержнем диам. 16 мм и длиной 650 мм, при этом конус прижимается к листу. Затем снижается насадка, срезается ножом избыток бетонной смеси, конус поднимают вертикально вверх и измеряется осадка бетонной смеси металлической линейкой.
Формование опытных образцов
Свежеприготовленная бетонная смесь засыпается в предварительно взвешенную форму с избытком. Каждая бригада готовит 6 образцов в форме куба с ребром 10 см (3 образца используются для определения прочности, 3 образца - для выполнения другой (последующей), лабораторной работы). Уплотнение производится на виброплощадке со стандартной частотой и амплитудой колебаний. Время уплотнения рекомендует преподаватель. 6 Корректировка состава бетона
Для корректировки состава бетона необходимо последовательно определит: среднюю плотность и коэффициент К, отражающий отношение фактической плотности бетонной смеси к теоретической. Средняя плотность уплотненной бетонной смеси определяется по формуле: q2 – q1 ρ фб.см = ————, (19) V
где q2 – масса формы с бетонной смесью, кг; q1 – масса пустой формы, кг; V – объем бетонной смеси, л. Коэффициент К (теоретически должен равняться 1) определяется по формуле: ρ фб.см К = ————, (20) ρ тб.см
где ρ тб.см – теоретическое значение средней плотности бетонной смеси, определяемое по табл. 20, кг/л; ρ фб.см – фактическое значение средней плотности бетонной смеси, получаемое по результатам опытов, т. е. по формуле (20), кг/л.
Корректировка фактического расхода материалов на 1м3 производится путем деления массы составляющей смеси на коэффициент К: Ц = Ц/К В = В/К Щ = Щ/К П = П/К где Ц, В, Щ, П – соответственно расходы цемента, воды, щебня, песка (кг) на 1 м3 бетона. 7 Испытание опытных образцов и назначение состава бетона
Результаты испытаний записываются по форме табл. 23. Опытные образцы из бетона в контрольные сроки испытываются на сжатие до разрушения. Испытанию подвергаются три образца. Предварительно определяются и заносятся в табл. 23 размеры и площадь сечения образца F см2. Опорные грани выбираются так, чтобы сжимающая нагрузка была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в форму. Выбранные грани помечаются мелом. Опытный образец помещают на нижнюю плиту пресса, тщательно центрируя по его оси. Нагрузка при испытании должна возрастать плавно со скоростью 0, 4–0, 6 МПа/см2 в секунду. Предел прочности при сжатии определяют (как среднее арифметическое пяти испытаний) по формуле: P Rб = ——, (21) F где P – разрушающая нагрузка, МПа (кгс) F – площадь сечения образца, см2. Полученное значение Rб приводится к пределу прочности образцов стандартного размера 150х150х150 мм путем умножения на коэффициент β, значение которого для образца – куба ребром 100 мм равно 0, 95. На основании результатов испытаний опытных образцов на сжатие строится график зависимости Rб = f(Ц), по которому определяется расход цемента по требуемой (заданной) прочности бетона. Таблица 23 Физико-механические характеристики опытных образцов из тяжелого бетона
Лабораторная работа №3
Популярное:
|
Последнее изменение этой страницы: 2016-05-03; Просмотров: 1225; Нарушение авторского права страницы