книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

ке. Налить в трубку воду слоем, равным слою песка (гидравли­ ческий градиент должен быть равен 1). Затем быстро устано­ вить колбу с водой сверху прибора (см. рис. 24). Для этого на­ до пальцем зажать скошенный конец стеклянной трубки и в пе­ ревернутом состоянии закрепить ее на штативе так, чтобы ско­ шенная часть трубки была погружена в воду. После этого про­ верить равенство слоев воды и песка.

6. Записать время начала фильтрации и отмечать время фильтрации каждых НЮ см3 воды. В процессе фильтрации надо следить за температурой воды и записывать показания термо­ метра после каждого отсчета времени. Когда расхождения меж­ ду повторными определениями, начиная со второго, будут не более 5% величины коэффициента фильтрации, испытание за­ канчивают.

7. Вычислить коэффициент фильтрации по формуле

Si (Т2 — Тх)

8.Полученный коэффициент привести к температуре 10°С и

кразмерности м/сут по формуле

864 К

где V — температурный коэффициент, равный 0,7±0,03 t°*

* Рекомендуется полученные результаты проверить по методу Каменско­ го, для чего надо снять колбу со штатива, одновременно заметив время, не­ обходимое для падения напора в трубке на величину Нх= 5 см. Долить во­ ду снова до первоначального уровня и вторично определить время падения напора на 5 см. При расхождении полученного коэффициента фильтрации не более 5% испытание заканчивают. Коэффициент фильтрации по методу Ка­ менского вычисляют по формуле

—Т, сек\ 2,3 — постоянный коэффициент.

51

Результаты определения коэффициента фильтрации записы­ вают по следующей форме:

Г л а в а II ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА

ИСКУССТВЕННЫХ КАМЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 5. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ Ш ЛАКИ

Металлургические шлаки являются побочным продуктом прл выплавке чугуна (доменные шлаки) и стали (мартеновский, конверторный и др.). Отвальные и литые шлаки обладают раз­ личными свойствами, что обусловлено их химико-минералоги­ ческим составом, структурой и текстурой.

Шлаковый щебень, который получают при разработке отва­ лов, обладает разной степенью кристаллизации и различной текстурой (от плотной до пемзовидной) и может содержать раз­ личные посторонние примеси (колошниковую пыль, битую футе­ ровку и т. д.). Поэтому щебень из отвальных шлаков неодноро­ ден. Литой шлаковый щебень траншейного способа производст­ ва более однороден, состоит в основном из кристаллического, плотного шлака с небольшим количеством пористых и ноздрева­ тых разностей. Сталеплавильные шлаки, как правило, содержат различное количество вкраплений металла. Кристаллические шлаки можно разделить на пять категорий (табл. 20).

Качество шлакового щебня (табл. 21) характеризуют:

1)крупностью и зерноівым (гранулометрическим) составом, формой и характером поверхности зерен, содержанием мелко­ зернистого и мучнистого вещества, а также вторично сцементи­ рованных зерен шлака;

2)структурно-текстурными признаками и содержанием плот­

ных, пористых, пемзовидных зерен;

3)устойчивостью структуры и активностью:

4)физико-механическими свойствами.

53

4

Методика отбора проб для испытания, описание внешних признаков те же, что и для каменных материалов. Физико-меха­ нические свойства шлаков определяют теми же методами, что и свойства каменных материалов.

Устойчивость структуры шлакового щебня рекомендуется оп­ ределять в следующем порядке.

1. Отобрать по две пробы для каждой испытуемой фракции шлакового щебня объемом: 5—10 мм— 1 л, 10—20 мм—1,5 л, 20—40 мм—1,5 л.

2.Щебень каждой пробы тщательно промыть, очистить от рыхлых частиц, высушить до постоянной массы и просеять сквозь сита с отверстиями, соответствующими наименьшей и наибольшей крупности зерен испытуемой фракции.

3.Пробы щебня взвесить, поместить в мешочки из плотной

шить и -просеять сквозь контрольное сито (т. е. сито, на котором она оставалась до испытания). Остаток на контрольном сите взвесить и определить потерю массы в % по массе с точностью до 0,01% по формуле

ігде gi — навеска щебня в г; g2 — масса остатка на контрольном сите в г.

5.Затем пробы щебня поместить в металлических формах в автоклав, в котором в течение 30 мин постепенно повышать дав­ ление до 0,2 МПа\ выдержать пробы при этом давлении 2 ч, после чего в течение 20 мин давление постепенно снизить до ат­ мосферного.

6.Пробы щебня вынуть из автоклава, высушить до постоян­ ной массы в сушильном шкафу при температуре 105—410°С и просеять сквозь контрольное ісито, на котором они оставались до испытания. Остаток на сите взвесить и определить потерю мас­

сы по формуле

Q = —— — 100. gi

7.Пропаривание в автоклаве вести до тех пор, пока разни­ ца в потерях последнего и предыдущего циклов не будет превы­ шать 1%.

8.Потеря массы при испытании щебня на устойчивость

структуры определяется как сумма потерь при испытании в воде и автоклаве. Щебень считается устойчивым против всех видов распада, если при испытании потери массы в сумме будут не бо­ лее 3% Для щебня 1-го класса, 5% для щебня 2-го класса и 7% для щебня 3-го и 4-го классов.

55

Активность шлаков в размолотом состоянии (или продукта распада — муки) различна. Она зависит от химического состава и структуры (например, шлаки с повышенным содержанием из­ вести и глинозема и с пониженным содержанием кремнезема более активны). Активность шлаков определяют по прочности на сжатие шлаковых образцов, приготовленных из шлакозой муки

соптимальной плотностью. Порядок испытания следующий.

1.Отобрать пробу шлака массой 5 кг, высушить до постоян­ ной массы и размолоть в шаровой мельнице до такой тонкости, чтобы остаток на сите 0,071 мм составлял 6—10% (или удель­ ная поверхность порошка была около 3000 см2/г).

2.Определить оптимальное количество воды для затворенич шлакового порошка. Для этого отобрать навеску 720—750 г, смочить водой (6—8% массы порошка) и тщательно перемешать

мастерком в сферической чашке в течение 5 мин. От приготов­ ленной пробы отобрать контрольную пробу и определить влаж­ ность. Затем из приготовленной смеси сформовать три образца диаметром и высотой 50 мм в малом приборе стандартного уп­ лотнения грунтов Союздорнии. Уплотнять образцы 40 ударами гири массой 2,5 кг, падающей с высоты 30 см. После уплотнения осторожно срезать ножом излишек смеси, освободить образец из формы и взвесить с точностью до 0,1 г. Уплотнение повторить несколько раз, причем каждый раз влажность молотого шлака увеличивать на 2%.

Влажность увеличивать до устойчивой объемной массы уп­ лотненной смеси, которую определяют по формуле

трех образцов).

Результаты нанести на график, откладывая по оси ординат объемные массы уплотненной смеси уц, а по оси абсцисс — влажность W. Наивысшая точка на кривой определяет опти­ мальную влажность и максимальную плотность смеси.

3. Молотый шлак перемешать в течение 2,5 мин с оптималь­ ным количеством воды в лабораторной мешалке (при отсутствии мешалки перемешать шлак мастерком в сферической чашке в течение 10 мин). Необходимо изготовить три смеси с водошла­ ковым отношением 0,12; 0,14 и 0,16. Показателем активности в

56

го прибора стандартного уплотнения 10 образцов-цилиндров вы­

За показатель активности принимают среднеарифметическое значение предела прочности при сжатии десяти образцов.

По показателю активности шлаки разделяют на три группы: I — высокоактивные, Rcж более 5 МПа (50 кгс/см2)\ II — актив­ ные, Rem от 2,5 до 5 МПа (от 25 до 50 кгс/см2)\ III — малоактив­ ные, Rem менее 2,6 МПа (25 кгс/см2).

§ 6. КЕРАМИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Изделия грубой керамики изготовляют из глиняных масс (смеси глины определенного качества с теми или иными добав­ ками) , затворенных водой, сформованных (заданная форма -і размеры) и обожженных до полного спекания, без остеклования поверхности.

К этой группе керамических материалов относятся клинкер­ ный кирпич для устройства дорожных покрытий и полов, троту­ арные плитки, глиняный кирпич, черепица, трубы.

Дорожный клинкер изготовляют в виде кирпича и блоков правильной геометрической формы, заданных размеров. Дорожный клинкер должен об­ ладать плотным, однородным по структуре черепком (излом), ясным звуком при ударе молотком. Качество клинкера характеризуют выдержанностью фор­

Глиняный обыкновенный кирпич изготовляют из глин путем обжига до спекания предварительно сформованных и высушен­ ных сырцовых кирпичей. Качество кирпича и отнесение его к то­ му или иному сорту характеризуют выдержанностью формы и

57

размеров, однородностью цвета и текстуры на изломе, отсутстви­ ем трещин, включений, а также показателями физико-механи­ ческих свойств. Испытание следует вести в таком порядке.

1.Определить объемную массу, водопоглощение и морозо­ стойкость на целых кирпичах (3—6 шт.).

2.Определить прочность на сжатие. Для этого отобрать не менее пяти кирпичей, распилить их поперек на две равные ча­ сти, которые сложить по постелям распилами в разные стороны, предварительно покрыв одну из постелей цементным тестом сло­ ем не более 5 мм (портландцемент марки 200). Этим же цемент­ ным тестом покрыть верхнюю и нижнюю поверхности кирпича, предварительно смочив их водой. После выравнивания слоя цементного теста покрыть его листом влажной бумаги и накрыть

стеклом, немного прижав его рукой (рис. 25). Подготовленные образцы выдержать при комнатной температуре в течение 3—

4дней.

3.Определить прочность на сжатие на гидравлическом прес­ се как среднее арифметическое из шести испытаний.

4.Определить прочность на изгиб, для чего отобрать пробу из пяти кирпичей. На каждом кирпиче нанести цементным тес­ том по три полоски шириной 2—3 см (рис. 26): одну посереди­

не верхней постели, две других — на нижней постели на расстоя­

58

нии 25 мм от торцов. Затем кирпичи выдержать ери комнатной температуре 3—4 дня.

5. Через 3—4 дня кирпич установить на две опоры из метал­ лических стержней диаметром 20—30 мм и приложить нагрузку также через стержень, установленный на полоску посередине.

Вычислить предел прочности при изгибе по формуле

Водопоглощение и морозостойкость определяют обычными методами на целых образцах черепицы. Масса 1 м2 черепицы в насыщенном водой состоя­

Для определения прочности при изломе надо отобрать 5 шт. черепицы, нанести на них по три полоски шириной 2—3 см гипсового теста: одну по­ середине и две с противоположной стороны по бокам.

Подготовленные образцы через сутки испытать. Опоры — металлические стержни диаметром 20—30 мм, расстояние между нижними опорами 30 см для пазовой штампованной и ленточной черепицы и 18 см для плоской лен­ точной черепицы. Все пять образцов должны выдержать нагрузку не менее 700 Я.

59

Г л а в а III ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА

МИНЕРАЛЬНЫХ ВЯЖУЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Минеральные вяжущие материалы представляют собой по­ рошкообразные материалы, обладающие способностью при сме­ шивании с водой образовывать пластичное тесто, которое посте­ пенно затвердевает до камневидного состояния. В зависимости от условий твердения минеральные вяжущие материалы делят на гидравлические и воздушные.

Гидравлические вяжущие материалы способны после затворе-

его разновидности (пластифицированный, гидрофобный, быстротвердеющий, сѵльфатостойкіий, портландцемент с умеренной экзотермией), шлакоіпортландіцѳмент, оуццолановый портландце­ мент и их разновидности (быстротвердеющий шлакопортландцемент, сульфатостойкий пуццолановый портландцемент), глино­ земистый цемент и др.

Воздушные вяжущие материалы твердеют и сохраняют дли­ тельное время прочность только на воздухе — в сухой среде. К 'воздушным вяжущим материалам относят воздушную известь, гипсовые и магнезиальные вяжущие материалы.

§ 7. ЦЕМЕНТ

Портландцемент — гидравлический вяжущий материал — по­ лучают совместным тонким измельчением цементного клинкера, активных добавок (до 15%) и гипса (1,5—3,5% в пересчете на

S 0 3).

Общие требования к портландцементам, шлакопортландцементам, пуццолановым портландцементам и их разновидностям регламентируются ГОСТ 10178—62, методы испытаний— £ОСТ

310—60.

Для оценки качества цементов определяют следующие свой­ ства: нормальную густоту цементного теста, равномерность из­ менения объема цемента, сроки схватывания цементного теста, тонкость помола'цемента и удельную поверхность, плотность, предел прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек, изготовленных из цементных растворов (определения плотно­

го