Технология заполнителей бетона. Методические указания к выполнению лабораторных работ для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 «Строительств

УДК 691

ББК 38.3 Т38

Рецензент — кандидат технических наук, доцент М.Г. Бруяко, доцент кафедры ТВВиБ НИУ МГСУ; кандидат технических наук А.Д. Жуков,

доцент кафедры СМ НИУ МГСУ

Т38 Технология заполнителей бетона[Электронный ресурс] : методиче-

ские указания к выполнению лабораторных работ для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство по профилю «Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций» / сост. : С.И. Баженова, О.Ю. Баженова ; М-во образования и науки Рос. Федерации, Нац. исследоват. Моск. гос. строит. ун-т, каф. технологии вяжущих веществ и бетонов. — Электрон. дан. и прогр. (0,47 Мб). — Москва : Изд-во Моск. гос. строит. ун-та, 2017. — Режим доступа: http://lib.mgsu.ru/Scripts/irbis64r_91/cgiirbis_64.exe?C21COM=F&I21DBN=I BIS&P21DBN=IBIS. — Загл. с титул. экрана.

Содержатся критерии оценки инертных заполнителей и методики для грамотного и своевременного выполнения лабораторных работ, указан порядок подготовки и защиты выполненных лабораторных работ. Основное внимание уделено нормируемым качественно-количественным показателям у заполнителей различного назначения и происхождения. Приведены алгоритмы расчетов основных свойств у заполнителей, пригодных для использования в технологии бетона. Приводятся требования к содержанию отчета по и тогам выполнения лабораторных работ, дан список рекомендуемой учебной, научной и нормативной литературы.

Для обучающихся по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.

Учебное электронное издание

© Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет, 2017

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Данные методические указания к выполнению лабораторных работ составлены в соответствии с «Положением о выпускной квалификационной работе бакалавра по направлению подготовки 08.03.01 Строительство.

Предлагаемые лабораторные работы помогают студентам овладеть навыками работы с качественно-количественными характеристиками сыпучих инертных материалов.

Цель лабораторных работ — оказание помощи в закреплении теоретических разделов курса, в приобретении самостоятельных навыков проведения экспериментов строго в соответствии с норма- тивно-технической базой, создании навыков в анализе и оценке результатов испытаний; по результатам проведенных испытаний умение составить паспорт качества.

Испытание заполнителей в соответствии с требованиями ГОСТ позволяет оценивать пригодность заполнителей для применения в различных бетонах и растворах, сравнивать показатели испытаний разных партий или видов заполнителей. Поскольку стоимость заполнителей достигает 30–50 % стоимости бетонных и железобетонных конструкций, то правильный выбор заполнителей и их рациональное применение имеют большое значение для получения экономичных бетонов с требуемыми свойствами.

Лабораторные работы составлены с учетом определения свойств и контроля качества заполнителей, проводимых на предприятиях стройиндустрии и в строительных лабораториях.

При написании методических указаний использованы нормативные документы и опыт работы кафедры технологии вяжущих веществ и бетонов НИУ МГСУ, других вузов по пов ышению уровня обучения студентов и качества их подготовки по специальности.

5

1. ТЕХНОЛОГИЯ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ БЕТОНА. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Общие указания по организации и проведению занятий

Лабораторные занятия могут проводиться в двух вариантах: или студенты выполняют индивидуальные задания с дальнейшим формулированием выводов, или демонстрируют методики определения свойств и характеристик заполнителей с последующим выполнением расчетов по задаваемым для этих определений значениям; допускается демонстрирование изменения основных параметров на компьютере, например, зернового состава.

Согласно рабочей программе дисциплины «Технология заполнителей бетона» лабораторный практикум охватывает два раздела:

1. Заполнители бетона: природные и искусственные сыпучие каменные материалы.

Тема и содержание лабораторной работы: Оценка качества сы-

пучих материалов: песок, щебень (гравий). Основные свойства за-

полнителей и методы их испытаний. Определение гранулометрического состава. Форма зерна крупного заполнителя. Модули крупности для мелкого заполнителя. Содержание примесей и загрязнений в навеске материала. Определение плотности и межзерновой пустотности. Марки по дробимости у крупного заполнителя. Определение водопоглощения.

2. Технология заполнителей при производстве бетона и раствора. Тема и содержание лабораторной работы: Водопотребности инертных материалов. Определение водопотребности песка в растворе. Определение водопотребности щебня (гравия) в бетонной смеси. Определение плотности зерен пористого заполнителя в це-

ментной пасте.

Всего запланированы три лабораторных работы:

Лабораторная работа 1. Оценка качества песков Цель работы — определить показатели качества и характеристи-

ки песков, сопоставить их с требованиями ГОСТ и рекомендовать для рационального применения в бетонах и растворах.

Показатели качества песка в соответствии с требованиями ГОСТ: зерновой состав и модуль крупности; содержание пылевидных и глинистых частиц.

6

Качественные характеристики песка: средняя плотность зерен; средняя насыпная плотность; пустотность (объем межзерновых пустот).

Технологическая характеристика песка — водопотребность в растворе.

Лабораторная работа 2. Оценка качества щебня и гравия Цель работы — определить показатели качества и свойств круп-

ного заполнителя для бетона, сопоставить их с требованиями ГОСТ и рекомендовать для применения с учетом прочности (классов по прочности на сжатие) и назначения бетона.

В работе определяют следующие показатели качества заполнителя в соответствии с соответствующими нормативно-техническими документами: зерновой состав (фракция); форму зерен (содержание зерен пластинчатой, лещадной и игловатой форм); прочность (дробимость); содержание зерен слабых пород; содержание водорастворимых загрязнений; среднюю плотность зерен; среднюю насыпную плотность заполнителя; пустотность.

Лабораторная работа 3. Оценка качества пористых неорганических заполнителей для легких бетонов

Цель работы — определить показатели качества и свойств крупного и мелкого пористых заполнителей, сопоставить их с требованиями ГОСТ и рекомендовать для использования в легких бетонах.

Вработе определяют следующие основные показатели свойств и качества пористых заполнителей, регламентированные стандартами на соответствующий вид продукции и учитываемые при подборе состава легкого бетона: зерновой состав; среднюю насыпную плотность; среднюю плотность зерен крупного заполнителя; объем межзерновых пустот в крупном заполнителе; водопоглощение крупного заполнителя; прочность крупного заполнителя (сдавливанием в цилиндре); среднюю плотность зерен заполнителя в цементной пасте.

Вкачестве вывода по каждой проведенной лабораторной работе студенту необходимо составить макет сертификационного документа — паспорт качества.

Отчет о лабораторных занятиях составляется индивидуально каждым студентом и включает все три лабораторные работы.

7

1.2.Термины и определения

Внастоящих методических указаниях применены следующие термины с соответствующими определениями:

• Проба — количество гравия, щебня, пористого песка, ото-

бранное от партии для испытаний.

•Точечная проба — проба, взятая единовременно от проверяемой партии из мест, установленных нормативными документами на заполнитель конкретного вида.

•Объединенная проба — проба, состоящая из точечных проб и

характеризующая партию в целом и предназначенная для всех лабораторных испытаний, предусмотренных для гравия, щебня и пористого песка.

• Лабораторная проба — проба, приготовленная из объединенной пробы методом квартования и предназначенная для конкретного вида испытания.

Примечание. Допускается использование одной лабораторной пробы для проведения нескольких видов испытаний, если в процессе предшествующих испытаний другие свойства заполнителя не изменяются.

•Аналитическая проба — проба, отобранная из лабораторной пробы методом квартования и предназначенная для проведения одного вида испытания, из которой могут отбираться отдельные навески, если это предусмотрено методикой испытания.

•Природные пористые заполнители — неорганические зерни-

стые сыпучие строительные материалы, получаемые из пористых горных пород вулканического происхождения (пемзы, шлаков, туфов, крупнопористых базальтов, андезитобазальтов и андезитов) или осадочного происхождения (пористых известняков, известня- ков-ракушечников и других карбонатных пород, а также алевролитов, спонголитов, опок и других кремнеземистых пород), в том числе из попутно добываемых пород и отходов обогащения горнообогатительных предприятий, применяемых в строительстве без изменения их химического состава и фазового состояния.

• Искусственные пористые заполнители — неорганические зернистые сыпучие строительные материалы, получаемые обжигом вспучивающихся глинистых и других пород или отходов промышленности.

• Пористый песок — заполнитель с насыпной плотностью не более 1200 кг/м3 и размерами зерен менее 5 мм.

8

•Гравий (крупный заполнитель) — заполнитель с размерами зерен от 5 до 40 мм, имеющих округлую и гравелистую форму.

•Щебень (крупный заполнитель) — заполнитель с размерами зерен от 5 до 70 мм произвольной, преимущественно угловатой формы, получаемый путем дробления крупных кусков искусственного или природного материала.

•Операционный контроль — контроль качества продукции при ее изготовлении, выполняемый после завершения технологической операции.

2. ВИДЫ И НОРМИРУЕМЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Заполнители — природные или искусственные материалы определенного зернового состава, которые в рационально составленной системе с вяжущими веществами и водой образуют бетон.

Заполнители для бетона выбирают по зерновому составу, прочности, морозостойкости, плотности, содержанию пылевидных и глинистых частиц, наличию и содержанию вредных и посторонних загрязняющих примесей, радиационно-гигиенической характеристике и другим показателям качества по ГОСТ 8267–93 и ГОСТ

8736–2014.

2.1. Песок

Песок представляет собой механическую смесь минеральных частиц и зерен различных горных пород размерами от 0,14 до 5 мм.

Различают следующие виды песка: природный, из отсевов дробления, дробленый. Эти пески могут быть обогащенными, т.е. с улучшенными качественными показателями, в первую очередь, зерновым составом, что достигается применением специального оборудования.

Природный и дробленый пески могут быть фракционированными разделенными на две (например по граничному зерну, соответствующему размерам отверстий контрольных сит 1,25 и 0,63 мм) или более фракций. Возможно применение смеси песков природного и из отсевов дробления.

В соответствии с ГОСТ 8736–2014 песок в зависимости oт значений нормируемых показателей качества (зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц) подразделяют на два класса:

1 класс — очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний и мелкий;

9

2 класс — очень крупный (песок из отсевов дробления), повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

Каждую группу песка характеризуют значением модуля крупности и полным остатком песка на сите с сеткой № 063, указанным в табл. 1.

В качестве мелкого заполнителя для бетона песок должен отвечать требованиям ГОСТ 26663–2015: в том числе природный песок по ГОСТ 8736–2014; песок из отсевов дробления горных пород по ГОСТ 31424–2010; их смеси, песок из доменных и ферросплавных шлаков черной металлургии по ГОСТ 5578–94, а также мелкозернистые золошлаковые смеси по ГОСТ 25592–91. Истинная плотность мелкого заполнителя должна быть в пределах 2000–2800 кг/м3 включительно.

Таблица 1

Группа песка по значению модуля крупности и полного остатка на сите № 063

Пески для бетонов выбирают по зерновому составу (рис. 1), содержанию пылевидных и глинистых частиц, петрографическому составу, радиационно-гигиенической характеристике. При подборе состава бетона учитывают плотность и пустотность, а для песков из отсевов дробления водопоглощение и прочность исходной горной породы на сжатие в насыщенном водой состоянии.

Модуль крупности песков для тяжелых и мелкозернистых бетонов находится в пределах 1,5–3,25, при этом для бетонов прочностью 20 МПа и выше он должен быть не менее 2,0, а для бетонов прочностью 35 МПа и выше — не менее 2,5.

10