1. Определение предела прочности бетона при сжатии

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру, устанавливая наличие дефектов в виде сколов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие трещины, сколы ребер глубиной более 10 мм, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм, а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию нe подлежат. Наплывы бетона на ребрах опорных граней образцов должны быть удалены механическим способом.

Опорные грани образцов выбирают так, чтобы сжимающая нагрузка при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы.

Линейные paзмеры образцов замеряют с погрешностью 1 %. Массу образцов определяют взвешиванием с погрешностью 0,1 %. Плотность бетона вычисляют с погрешностью 10 кг/м³.

Все образцы одной серии должны быть испытаны в расчетном возрасте в течение 1 ч. Шкалу силоизмерительного пресса выбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно быть в интервале 20...80 % от максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой. Испытание образцов производят непрерывно со скоростью нагружения, обеспечивающей повышение расчетного напряжения в образце до полного разрушения в пределах 0,2...1,0 МПa/c.

Время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с.

Предел прочности при сжатии вычисляют с погрешностью 0,1 MПa с учетом масштабного коэффициента. Для образцов-кубов с размером ребра 10 см этот коэффициент равен 0,95.

2. Нахождение оптимального в/ц

По полученным значениям пределов прочности бетона при сжатии строится график зависимости прочности от В/Ц и интерполяцией определяется В/Ц, обеспечивающее получение бетона проектной марки (класса). В случае необходимости допускается определение оптимального В/Ц производить экстраполяцией.

После определения оптимального В/Ц откорректировать состав бетона, обеспечивающий запроектированную марку по показателю прочности.

Контрольные вопросы

1. От чего зависит размер контрольных образцов бетона при определении предела прочности при сжатии?

1. От жесткости бетонной смеси.

2. От удобоукладываемости бетонной смеси.

3. От размеров бетонируемой конструкции.

4. От наибольшей крупности заполнителя.

2. Каковы условия твердения бетона при определении его марки?

1. 28 суток хранения в воде при температуре 18...22 C.

2. Сутки хранения на воздухе под влажной тканью и 27 суток хранения в воде при температуре 17...23 ºC.

3. 28 суток хранения на воздухе при температуре 18...22 C и относительной влажности не менее 60 %.

4. 28 суток хранения на воздухе при температуре 18...22 C и относительной влажности не менее 95 %.

3. Может ли прочность бетона быть больше марочной?

1. Может при благоприятных условиях твердения (положительная температура и высокая относительная влажность воздуха) и большей длительности твердения бетона.

2. Может только для бетона после тепловлажностной обработки с последующим твердением при температуре не менее 20 C и высокой влажности воздуха.

3. Не может.

4. Может только для бетонов, подвергаемых тепловлажностной обработке.

4. Почему при определении прочности бетона разрушающая нагрузка должна быть направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси?

1. Так как не нужно выравнивать поверхности образцов.

2. Направление нагрузки не связано с направлением укладки бетонной смеси.

3. Так как требуется определить максимальную прочность бетона.

4. Так как требуется определить минимальную прочность бетона.

5. Как определяется марочная прочность бетона?

1. Испытанием на прессе трех образцов марочной формы и размеров после 28 суток твердения в воде при температуре 20 C.

2. Испытанием трех образцов марочной формы и размеров на прессе через 28 суток твердения при температуре 18...22 C и относительной влажности воздуха не ниже 95 %.

3. Испытанием на прессе трех образцов-балочек 4 4 16 см на изгиб и сжатие через 28 суток твердения в воде при температуре 18…22 C.

4. Испытанием на прессе трех образцов-кубиков через 2 часа воздушного твердения.

6. Для чего нужно определять оптимальное В/Ц при корректировке состава бетона по прочности?

1. Для обеспечения удобоукладываемости бетонной смеси.

2. Для обеспечения марочной прочности бетона при минимальном расходе цемента и повышения однородности бетона по прочности и плотности.

3. Для достижения максимальной прочности бетона.

4. Для получения бетонов повышенной плотности и долговечности.

7. Как влияет изменение В/Ц бетона на его прочность при прочих равных условиях?

1. Прямо пропорционально.

2. Обратно пропорционально.

3. Существует оптимальное значение В/Ц.

4. В/Ц не влияет на прочность бетона.

Лабораторная работа № 13

ПОЛИМЕРБЕТОН

Общие сведения

Полимербетоны – бетоны, в которые вводится заметное количество полимеров, создающих в структуре полимерную фазу, влияющую на строение и свойства композита.

Они делятся на следующие виды:

– полимерные бетоны изготовляются только на полимерном вяжущем веществе;

– бетонополимеры, получаемые пропиткой готового бетонного изделия полимером;

– цементно-полимерные бетоны, в которых основным вяжущим является цемент, а полимер в количестве от 1 до 5 % дополняет структуру;

– бетоны, содержащие полимерные материалы – заполнители, фибру, микронаполнители.

Полимербетоны обязательно включают полимерное связующее (5…10 %) – эпоксидные, фурановые, полиэфирные и др. смолы, неорганические заполнители с плотной упаковкой – песок, щебень (90…95 %), а также тонкомолотые наполнители (1…5 %) – кварцевая, карбонатная и диабазовая мука, и пластификаторы (1…5 %).

Большинство смол отверждаются при введении катализаторов. Такими катализаторами являются: для эпоксидных смол ЭД-16, ЭД-22, ЭД-20 – ПЭПА в количестве 10…15 %, для фурановых – сульфокислоты ФА в количестве 20…30 %, для полиэфирных ПН-1, ПН-3 и полиэфиракрилатных смол МГФ-9, ТМГФ-11 – перекись бензоила, циклогексанон.

С повышением температуры скорость отверждения возрастает. Для повышения деформативных свойств в состав смолы вводят добавки пластификаторы в количестве 15…20 %. Расход смол обычно больше объема пустот в микронаполнителе на 10…20 % для обеспечения требуемой подвижности.

Приготовление полимербетонных смесей производят при нормальной температуре в скоростных смесителях, смесь затем быстро укладывается в качественно смазанную форму и виброуплотняется. В результате твердения (после тепловой обработки или при нормальной температуре) полимербетон приобретает свои свойства.

Для полимербетонов характерны высокие механические свойства. Предел прочности при сжатии достигает 100 МПа, предел прочности при растяжении – 12 МПа. Кроме того, полимербетоны обладают высокой химической стойкостью, водонепроницаемостью, низкой истираемостью. Однако стоимость полимерных бетонов в 4…17 раз выше, чем обычного бетона.

Цементно-полимерные бетоны содержат в качестве основного вяжущего цемент с добавлением 1…5 % от массы цемента полимеров в виде эмульсий или водорастворимых смол. При этом происходит рост прочности на 20…30 %, водонепроницаемости на 3…4 марки, морозостойкости и деформативности в сравнении с исходным цементным бетоном. В качестве эмульсий могут применяться латексы СКС и др., ПВА, акрилаты в комплексе со стабилизаторами и инициаторами твердения. В качестве водорастворимых смол используют ДЭГ-1, ТЭГ-17, С-89, фуриловый спирт в комплексе с отвердителем. Такие бетоны обладают меньшей стоимостью в основном за счет небольшого содержания полимеров.

Бетонополимеры получают вакуумированием и пропиткой мономерами с последующей полимеризацией. За счет заполнения пор бетона повышается его коррозионная стойкость, прочность возрастает до 200 МПа. Полимер, отвержденный в порах бетона, работает как дисперсная арматура при условии хорошего сцепления с цементной матрицей.

Для пропитки могут использоваться различные материалы с оптимальной вязкостью. При высокой вязкости не пропитываются мелкие поры, при низкой вязкости мономер не удерживается в крупных порах. Пропитку лучше осуществлять органическими жидкостями типа петролатума, битума. При этом закрывается доступ воды и газов в тело бетона. Последующая обработка не требуется, а глубина пропитки составляет 1…3 см. Для изменения структуры и свойств используют жидкие мономеры – метилметакрилат, стирол, эпоксидные полимеры с последующим отверждением при высоких температурах (70…120 ^оС), в ряде случаев требуется введение инициаторов твердения. Глубина пропитки при этом может достичь 10…20 см, при этом для полной пропитки бетона требуется всего 2…5 % мономера от массы бетона. Иногда применяют пропитку бетона мономерным газом (стирольный), который при последующей обработке также полимеризуется в порах.

Цель работы:

– изучить принципы получения и свойства полимерных и цементно-полимерных бетонов;

– определить влияние дозировки водорастворимого полимера на свойства цементно-полимерных растворных смесей и растворов;

– определить влияние соотношения «связующее-наполнитель» на свойства полимербетона на эпоксидном связующем.

Методы испытаний