МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Институт строительства и архитектуры

Кафедра «Технологии вяжущих веществ и бетонов»

Отчет по лабораторным работам

на тему: «ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ТЯЖЕЛЫХ

БЕТОНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ»

по дисциплине: «Бетоноведение»

Выполнил студент

ИСА III-31

Бойко Д.В.

Проверил: к.т.н., доцент

Булгаков Б.И.

Москва

2016

Содержание

Введение 3

Теоретическая часть 4

Практическая часть 5

Проведение испытаний 7

Исследование свойств бетона 8

Вывод 13

Список используемой литературы 14

Введение

Бетонами называют искусственные каменные материалы, полу¬чаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из минерального или органического вяжущего вещества с водой, мелкого или крупного заполнителей, взятых в определенных пропорциях. До затвердевания эту смесь называют бетонной смесью.

В строительстве широко используют бетоны, приготовленные на цементах или других неорганических вяжущих веществах. Эти бетоны обычно затворяют водой. Цемент и вода являются актив¬ными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит.

Для регулирования свойств бетона и бетонной смеси в их со¬став вводят различные химические добавки, которые ускоряют или замедляют схватывание бетонной смеси, делают ее более пластичной и удобоукладываемой, ускоряют твердение бетона, повышают его прочность и морозостойкость, а также при необхо¬димости изменяют и другие свойства бетона.

В течение длительного времени в бетонах происходит измене­ние поровой структуры, наблюдается протекание структурообра­зующих, а иногда и деструктивных процессов и как результат — изменение свойств материала. С увеличением возраста бетона по­вышаются его прочность, плотность, стойкость к воздействию окружающей среды. Свойства бетона определяются не только его составом и качеством исходных материалов, но и технологией приготовления и укладки бетонной смеси в конструкцию, условия­ми твердения бетона. Все эти факторы учитывают при проекти­ровании состава бетона и производстве конструкций на его ос­нове.

Лабораторная работа№1

«ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ТЯЖЕЛЫХ БЕТОНОВ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ»

Цель работы — освоение методики проектирования составов тяжелых бетонов для применения при производстве железобетонных изделий с учетом эксплуатационных требований.

Теоретическая часть

В результате проектирования состава бетона должно быть оп­ределено такое соотношение между материалами, при котором будет гарантирована прочность бетона в конструкции с учетом тех­нологии ее изготовления, необходимая подвижность бетонной сме­си и экономичность бетона (минимальный расход цемента).

Для получения уточненных зависимостей свойств бетона и бетонной смеси от его состава, если имеется возможность, проводят ' предварительные испытания. При этом желательно использовать математические методы планирования эксперимента и обработки его результатов. При перекачивании бетонной смеси насосом осадка конуса дол­жна быть 6 ... 8 см.

Бетонная смесь обладает необходимой удобоукладываемостью только при содержании в ней достаточного количества цемента. Уменьшение количества цемента до определенных значений повы­шает опасность расслоения бетонной смеси и может привести к появлению в смеси микропустот и снижению прочности и долго­вечности бетона.

При использовании для бетона более низких марок цемента тре­буется слишком большой его расход. Наоборот, когда марка це­мента излишне высока, может оказаться, что расход цемента будет меньше минимальных значений, требуемых техническими условия­ми для получения бетона необходимой плотности. В этом случае для экономии цемента в бетон целесообразно вводить тонкомоло­тую добавку — активную кремнеземистую или инертную (золу, мо­лотый кварцевый песок, известняковую муку и др.).

В качестве заполнителей бетона стремятся использовать, как правило, местные материалы или материалы из близко располо­женных карьеров, но отбирают из них те, которые позволяют полу­чать бетон с заданными свойствами при минимальных расходах цемента. Заданную подвижность бетонной смеси обеспечивают пра­вильным назначением расхода воды, а прочность бетона — пра­вильным назначением водоцементного отношения и расхода цемента.

Минимального расхода цемента добиваются правильным вы­бором содержания крупного и мелкого заполнителя. При определе­нии их содержания раньше применяли ориентировочные рекомен­дации по выбору оптимального соотношения между песком и щеб­нем. В современных способах расчета обычно используют коэффи­циент раздвижки зерен щебня (гравия) раствором, который пока­зывает, насколько объем раствора превышает объем пустот в щеб­не. окон­чательное определение расходов материалов в рассматриваемой методике производится с учетом абсолютных объемов, занимаемых материалами, и с учетом дополнительных требований, обеспечи­вающих экономичность бетона, или его плотность, или другие свой­ства.

При улучшении свойств бетона химическими добавками их влияние учитывают при определении расходов материалов путем введения соответствующих поправок в расчетные зависимости.

Практическая часть

Исходные данные

Бетон В25

ОК=11см

Ц:ЦЕМ II 42,5

Акт=50.5 МПа, ρист=3,1г/см³

П: Мк=2,2, ρист=2,56г/см³, W=0%,рядовое качество

Щ: Фракции 5-40, ρист=2,61г/см³, ρнас=1,41г/см³, рядовое качество

2 Расчет состава тяжелого бетона

2.1 Водопотребность и расход воды

Вп=7,2%,

Втаб=106л

В=Втаб+(Вп-7)*5= 206+(7,2-7)*5=207л

2.2 Определение расхода цемента

Находим количество цемента, исходя из В/Ц:

Ц = В/(В/Ц) = 207/0,5 = 414 кг/м³

2.3 Определение объёма цементного теста V_цт:

V_Ц.Т. = (Ц/p_{ист. ц}) + В/p_вода = (414 / 3,1 [кг/л] ) + (207 /1 [кг/л]) = 340,55 л/м³;

По значению V_Ц.Т. находим значение k_{рз табл} в таблице расчетных и опытных значений коэффициента раздвижки зерён (табл. 10.4 стр. 219) : k_{рз табл} = 1,37

k_рз = k_{рз табл} + (7 — В_п)*0,03 = 1,37 + (7 — 7,2)*0,03 = 1,36

2.5 Определение пустотности щебня V_{пуст щ}:

V_{пуст щ} = 1 — (р_нас^щ /р_ист^щ) = 1 — (1,41/2,67) = 0,47

2.4 Определение расхода крупного заполнителя К:

К = 1000/( k_{рз .}*(V_{пуст щ} /р_нас^щ) + (1/р_ист^щ));

К = 1000/(1,36*(0,47/1,41) + (1/2,67) = 1204,82 кг/м³

2.5 Определение расхода песка П:

П = р_п*(1000 — (Ц/р_ц) — В/р_вода — (К/р_щ));

П = 2,56* (1 — (414/3,1) - (207/1) – (1204,82/2,67) = 533 кг/м³

Т.к. Wп=0;Wк=0.

То Вд=В, Пд=П, Кд=К

2.6 Определение плотности бетонной смеси:

р_б.с. = П + К + Ц + В = 533 + 1204,82+ 414+ 207 = 2321,34 кг/м³

3.Определение удобоукладываемости бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси оценивают показателями подвижности или жесткости.

3.1 Определение подвижности бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК).

3.1.1 Средства контроля и вспомогательное оборудование

Для определения подвижности бетонной смеси применяют:

- конус нормальный или увеличенный (рисунок 1);

- линейку стальную по ГОСТ 427;

- воронку загрузочную;

- кельму типа КБ по ГОСТ 9533;

- секундомер;

- гладкий лист размерами не менее 700х700 мм из водонепроницаемого материала (металл, пластмасса и т.п.).

- прямой металлический гладкий стержень диаметром 16 мм, длиной 600 мм с округленными концами.

1 - ручка; 2 - корпус; 3 - упоры; 4 - сварной шов

Рисунок 1 - Конус для определения подвижности

3.1.1.1 Конус изготавливают из листовой стали толщиной не менее 1,5 мм. Внутренняя сторона конуса должна иметь поверхность, шероховатость  которой не должна быть более 40 мкм по ГОСТ 2789.

3.1.2 Порядок подготовки и проведения испытания.

3.1.2.2 При подготовке конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и увлажнить.

3.1.2.3 Конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью марок П1, П2 или П3 через воронку в три слоя одинаковой высоты.

Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем:

в нормальном конусе - 25 раз, в увеличенном - 56 раз.

Бетонной смесью марок П4 и П5 конус заполняют в один прием и штыкуют 10 раз.

Конус во время заполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу.

3.1.2.4 После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса, и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.

3.1.2.5 Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5-7 с.

3.1.2.6 Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень на верх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см.

Если после снятия формы конуса бетонная смесь разваливается, измерение не выполняют, и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Осадку конуса бетонной смеси, определенную в увеличенном конусе, приводят к осадке нормального конуса умножением осадки увеличенного конуса на коэффициент 0,67.

3.1.2.7 Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округление до 1,0 см.

В нашем случае осадка конуса получилась 12см.

Последовательность действий при приготовлении бетонной смеси:

1. Засыпаем смесь цемента, песка и щебня в бетоносмеситель и включаем его на несколько секунд.

2. Вливаем 2/3 воды и включаем его.

3. Вливаем оставшуюся часть воды и включаем бетоносмеситель.

На этом приготовление бетона завершается.

Бетономешалка в течение нескольких минут хорошо размешивает смесь и затем ее можно использовать.

Выбирая сырье, стоит помнить, что лучшего всего для приготовления бетона подходит речной песок. В нем нет глиняных включений, что имеет определяющее значение при зимнем бетонировании.

Щебень нужно выбирать мытый. Выбор конкретного вида этого компонента зависит от требований к заливаемой конструкции. Например, гравийный и гранитный щебень обладают высокой морозостойкостью и прочностью. Бетон, в составе которого есть такой щебень, более стоек к воздействию воды, мороза и других внешних факторов. Доломитовый щебень целесообразно использовать для создания низких марок бетонной смеси.