3 Задания по вариантам

Лабораторные работы проводят подгруппами студентов которые делятся на бригады, при этом необходимо, чтобы каждый студент работал самостоятельно.

Каждая бригада студентов испытывает по одному разу битум одной из марок, определяя три основных свойства: вязкость, растяжимость и температуру размягчения. В процессе выполнения лабораторных работ студенты долж­ны вести систематические записи результатов испытаний мате­риалов в журнале для лабораторных и практических работ. В со­ответствующие графы таблиц заносят результаты испытаний, а также делают схематическую зарисовку применяемых приборов и оборудования. Каждая работа должна завершаться заключени­ем о проведенном испытании и соответствии качества испытан­ного материала требованиям стандарта.

При проведении испытаний необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

На основании результатов испытаний и сравнения их с требованиями ГОСТа, студенты должны сделать заключение к какой марке следует отнести битум, испытанный каждой бригадой.

Для лучшего усвоения методики испытания материалов сту­дент должен самостоятельно ответить на контрольные вопросы.

4 Контрольные вопросы

1. Какие материалы называются органическими вяжущими материалами?

2. Как подразделяются органические вяжущие:

А) по виду вяжущего;

Б) по вязкости вяжущего?

3. Какие виды битумов существуют?

4. Основные физико-механические свойства битумов.

5. Что характеризует вязкость?

6. Как зависит вязкость от температуры?

7. Почему определяют вязкость битумов при разной температуре?

8. Какие свойства битумов характеризует растяжимость?

9. Как зависит растяжимость от состава битума?

5 Список используемых источников

1. Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учеб. пособие. - М.: ИНФРА-М, 2005. – 219 с.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – М.: Высш. шк., 2002. – 367 с.

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

2.5 Заполнители для бетонов и растворов. Определение насыпной плотности щебня, пустотности, зернового состава щебня и песка, модуля крупности песка. Оценка качества заполнителей для бетонов и растворов.

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

Обеспечение занятия, в том числе перечень оборудования, необходимого для выполнения работы: щебень, весы лабораторные технические, стандартный набор сит с диаметром отверстий 5, 10, 20, 40, 70 мм.

1 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 состав 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 ρ_з 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 ρ_нас >1200кг/м³, а пористые, используемые для плотного бетона, - ρ_нас <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.