3228

2

УДК 6 9.03

Мануковский А. Ю. Использование современных строительных материалов в лесном комплексе [Электронный ресурс]: методические указания к лабораторным работам для студентов по направлению подготовки 35.04.02 Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / А. Ю. Мануковский А. А. Арзуманов; Министерство образования и науки РФ, ФГБОУ ВПО «ВГЛТУ». Воронеж, 2018. - 19 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ

Рецензент: зав. кафедры ТСП ВГАСУ ,

канд. техн. наук, проф. А.Н.Ткаченко

Научный редактор: д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

3

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время на различных производствах лесной промышленно-

сти, лесного хозяйства необходимо знание курса «Использование современных строительных материалов в лесной отрасли». Инженеры на этих предприятиях являются не только «заказчиками», но и нередко сами руководят строительны-

ми работами.

Методические указания содержат четыре лабораторные работы, ко-торые позволят лучше изучить самые распространённые строительные материалы.

Почти все работы посвящены изучению свойств минеральных вяжущих веществ. Так же отражены вопросы использования материалов в различных условиях эксплуатации и температурных режимах. В четвёр-той работе рассматривается важная тема определения марки материала в лабораторных условиях.

Каждая лабораторная работа содержит теоретическую часть и кон-

трольные вопросы для самостоятельного контроля. Необходимые рисунки создают полную картину будущей лабораторной работы у студента.

Методические указания регламентируют общие правила оформления тек-

стовых документов, содержат основные расчёты и содержание лабораторных работ.

Целью данных методических указаний является дать необходимые ре-

комендации для выполнения практических заданий студентами,

обучающимися заочно по направлению подготовки магистра /заочная форма/

250700.68 – Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств.

При самостоятельном изучении дисциплины студент должен полу-

чить следующие знания:

на уровне представлений: знать основные этапы развития строительных

материалов;

на уровне воспроизведения: применять полученные знания при органи-

зации проведения работ, выборе применяемого оборудования и средств изме-

5

ройство и правила эксплуатации объектов лесного комплекса; санитар-

но-технического оборудования производственных зданий; порядок со-

ставления, рассмотрения и утверждение проектно-сметной документа-

ции; основные положения по финансированию разработок новых строительных материалов; основные требования по охране окружаю-щей среды;

-уметь: решать основные вопросы проектирования, производст-ва

ииспользования строительных материалов сооружений лесной промышленности; увязать технологическую схему производства с объемно-планировочными решениями производственных и вспомога-

тельных зданий; применять при проектировании и строительстве ти-

повые схемы зданий, новые конструктивные решения и современные строительные материалы; разработать генеральный план промышлен-ной площадки и дать технико-экономическую оценку принятых ре-шений;

разработать мероприятия по защите окружающей среды.

Лабораторная работа № 1

Тема «Испытание портландцемента» Цель работы: изучение физико-механических свойств портландцемента и

методов его испытания.

Портландцементом называется гидравлические вяжущее вещество, полу-

чаемое тонким измельчением портландцементного клинкера с гипсом, а иногда и со специальными добавками.

Клинкер получают обжигом до спекания тонкодисперсной однородной сырьевой смеси, состоящей из известняка, глины и некоторых других материа-

лов (мергеля, доменного шлака и пр.). свойства портландцемента определяются прежде всего качеством клинкера. Вводимые в него добавки предназначены для их регулирования.

6

Портландцемент и его разновидности – основной материал в современ-

ном строительстве. Из него возводят бетонные и железобетонные конструкции самых разнообразных зданий и сооружений. Жилищно-гражданское, промыш-

ленное, сельскохозяйственное, гидротехнические, горное, дорожное – вот не-

полный перечень видов строительства, где с успехом применяют бетон и желе-

зобетон на портландцементе.

В лабораторной работе требуется исследование следующих свойств це-

мента:

1)нормальной густоты цементного теста;

2)сроков схватывания цементного теста;

3)изготовление образцов для определения мерки цемента.

Методика выполнения работы

Определение нормальной густоты цементного теста

Смесь с водой называют цементным тестом. Нормальная густота цемент-

ного теста характеризуется водопотребностью цемента, т.е. количеством воды,

необходимым для получения теста определенной консистенции.

Нормальную густоту цементного теста определяют с помощью прибора Вика. На станине подвижно укреплен стержень, снабженный стрелкой-

указателем. Стержень со стрелкой может перемещаться вдоль неподвижной шкалы, закрепленной на станине прибора. Шкала имеет деления от 0 до 40 мм.

В нижнюю часть стержня вставляется пестик и удерживается винтом. Масса стержня с пестиком 300 г. Вертикальное перемещение стержня с пестиком обеспечивается отжатием зажимного винта. На опору станины помещаются ме-

таллическая или стеклянная пластина и кольцо. Внутренняя поверхность коль-

ца и пластины смазывается машинным маслом. Перед началом опыта проверя-

ется нулевое положение стрелки-указателя; для этого подвижный стержень опускается до соприкосновения пестика с пластиной. Если при этом стрелка не совпадает с нулем шкалы, то следует откорректировать ее положение.

7

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, поме-

щают его в чашку, предварительно протертую влажной тряпкой, и вливают оп-

ределенное (по указанию преподавателя) количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты. Затем сначала осторожно перемешивают,

а потом энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и растирания 5 мин.

По окончании перемешивания цементным тестом наполняют кольцо, ус-

тановленное на пластинке, срезают ножом избыток теста и 5-6 раз встряхивают кольцо, постукивая пластинку о стол. Пестик прибора приводят в соприкосно-

вение с поверхностью теста и закрепляют стержень зажимным винтом. Затем винт быстро отвинчивают и дают возможность пестику свободно погружаться в цементное тесто. Через 30 сек? с момент, освобождения стержня, производят отсчет погружения пестика по шкале. За нормальную густоту принимается та-

кая консистенция теста, при которой пестик не доходит до пластинки на 5-7 мм.

При меньшей или большей величине погружения пестика следует повто-

рить испытание с другим количеством воды, добиваясь погружения пестика на указанную глубину.

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды,

выраженным в процентах (с точностью до 0,25 %) от веса цемента.

Определение сроков охватывания цементного теста Сроки схватывания цементного теста определяют, используя описанный

выше прибор Вика. Пестик в данном случае заменяется иглой. Для сохранения стандартной массы перемещающейся части прибора на стержень сверху поме-

щают пригруз.

Приготавливают цементное тесто нормальной консистенции и укладыва-

ют его в кольцо. Иглу приводят в соприкосновение с поверхностью теста и стержень закрепляют винтом; затем освобождают стержень, игла свободно по-

гружается в цементное тесто. Иглу опускают в тесто через каждые 5 мин до на-

чала схватывания, а затем замеры повторяют уже с интервалом 15 мин, каждый

8

раз опуская иглу в новое место. После каждого погружения иглу следует тща-

тельно обтирать.

Началом схватывания цементного теста считается промежуток времени,

прошедший от начала затворения до того момента, когда игла не будет дохо-

дить до пластинки на 1-2 мм. Концом схватывания считается время, прошедшее от начала затворения до того момента, когда игла будет погружаться в тесто не более чем на 1 мм.

В соответствии с ГОСТ начало схватывания должно наступать не ранее

45 мин, а конец не позднее 10 час от начала затворения.

Изготовление образцов для определения марки цемента Прочность цемента характеризуется его маркой. Она соответствует ми-

нимально возможному пределу прочности на сжатие стандартных образцов в виде куба с ребром 50 мм, твердевших 28 суток при нормальном температурно-

влажностном режиме (t=20oC, W=70-80 %). Образцы изготавливаются из це-

ментного раствора (смеси цемента, песка и воды) пластичной консистенции. Цемент и песок берется в пропорции 1:3 по весу. Этот раствор укладывается в металлическую форму, смазанную машинным маслом. Форму закрепляют на виброплощадке, наполняют на 1 см раствором и включают виброплощадку. В течение 2 мин одновременно с вибрированием заполняются небольшими порциями все гнезда формы. По истечении 3 мин от начала вибрации форма снимается с площадки, а избыток раствора срезается ножом. Формы с маркированными образцами помещаются на 24 часа в ванну с гидравлическим затвором, после чего образцы извлекается из формы, и выдерживаются в воде 27 суток до момента испытания.

Контрольные вопросы

1.Что такое портландцемент?

2.Назовите области применения портландцемента.

3.Расскажите о гидравлических вяжущих веществах.

4.Устройство и назначение прибора Вика.

5.Методика выполнения лабораторной работы.

9

Лабораторная работа № 2

Тема «Испытание тяжелого бетона» Цель работы: получение в лабораторных условиях бетонной смеси тре-

буемой подвижности и заданной марки бетона.

Экспериментальная часть.

Объем замеса – 7 л, что несколько превышает объем 2-х стандартных образцов, которые будут изготовлены в процессе выполнения этой лабораторной работы. Чтобы получить необходимое количество материалов для замеса, нуж-

но производственный расход составляющих на 1 м3 бетона умножить на 0,014.

Замес изготавливают в следующем порядке:

1) отвешивают необходимое количество песка и высыпают на боек (под-

дон), отвешивают цемент, добавляют его к песку и перемешивают до получе-

ния однородной смеси;

2)добавляют требуемое количество крупного заполнителя и всю смесь перемешивают до тех пор, пока крупный заполнитель не будет равномерно распределен по всему объему;

3)отмеривают требуемое количество воды и выливают ее в смесь не-

большими порциями при одновременном перемешивании. Затем энергично пе-

ремешивают смесь до получения однородной массы.

Подбор бетонной смеси требуемой подвижности Подвижность бетонной смеси зависит от количества цементного теста, от

зернового состава мелкого и крупного заполнителей, формы и характера по-

верхности их зерен, от соотношения заполнителей, от вида цемента, содержа-

ния воды в смеси и других факторов. Практически регулировать подвижность бетонной смеси можно только количеством цементного теста, т.к. в противном случае меняется состав бетона, а в следствии этого и его физико-механические свойства.

Например, если увеличить содержание воды, то изменится водоцемент-

ное отношение, а следовательно, и марка бетона.

10

Показателем подвижности бетонной смеси является осадка бетонной сме-

си, освобожденной от стандартного конуса.

Стандартный конус из листовой стали высотой 300 мм, диаметром в ниж-

нем основании 200 мм и верхнем 100 мм смачивается водой, устанавливается на боек и прижимается к дну его. Бетонную смесь укладывают в конус в три приема слоем по 10 см, при этом каждый слой 25 раз штыкуют стержнем диа-

метром 12 мм. Затем излишки бетона снимают с верхней горловины конуса.

Конус осторожно поднимают вертикально вверх и устанавливают рядом с бе-

тонной смесью.

Измеряют осадку конуса с точностью до 0.5 см (рис. 1)

Если осадка конуса окажется меньше требуемой. Добавляют в смесь оп-

ределенный процент воды и цемента (5–10 % от первоначального содержания).

Бетонную смесь вновь тщательно перемешивают и определяют осадку конуса.

Цемент и воду добавляют до тех пор, пока осадка конуса не достигнет требуе-

мого значения.

Если осадка конуса окажется больше требуемой, то это означает перерас-

ход цемента. В бетонную смесь нужно добавлять песок и цемент и повторять эксперимент до достижения необходимой консистенции.

По техническим условиям бетон подразделяется четыре вида:

1) жесткий с осадкой конуса 0, идет на подготовку под полы, фундамен-

ты;

2) малоподвижный с осадкой конуса 1–3 см, идет на изготовление желе-

зобетонных конструкций с редко расположенной арматурой;

3) подвижный с осадкой конуса 4–15 см, идет на изготовление железобе-

тонных конструкций среде и сильно насыщенных арматурой, тонкостенных конструкций;

4) литой с осадкой конуса свыше 15 см, идет на изготовление конструк-

ций подводного бетонирования.