Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Бетоноведение. Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Бетоноведение» для студентов бакалавриата направления подготовки 0
.pdf
Водонепроницаемость тяжелого бетона определяется по ГОСТ
12730.5-84. В данной работе испытания проводятся ускоренным методом по значению его воздухопроницаемости. Для определения водонепроницаемости изготавливались образцы бетонов диаметром 150 мм высотой 150 мм в количестве 6 шт.
Испытание образцов проводили на приборе ВИП-1, который в ходе
испытания фиксирует параметр воздухопроницаемости бетона (ас) и рассчитывает сопротивление бетона прониканию воздуха (мс).
Проведение испытания для каждого образца должно быть выполнено в следующем порядке:
1) фиксация и сохранение в приборе значения атмосферного дав-
ления;
2) закрепление на обратной стороне прибора по кругу жгута из гер-
метизирующей мастики;
3) пуск режима испытания на приборе;
4) закрытие основного клапана;
5) фиксация прибора на цилиндре из бетона (со значительным
усилием);
6) присоединение насоса и откачка воздуха из рабочей камеры при-
бора до требуемого вакуума;
7) открытие основного клапана — начало испытания;
8) фиксация полученного значения воздухопроницаемости.
Полученные значения ас бетона отдельных образцов необходимо записать в порядке их возрастания и определить среднее арифметическое
значение аc двух средних показаний (третьего и четвертого) в качестве
параметра, характеризующего воздухопроницаемость бетона в серии.
По данному значению (в соответствии со значениями, приведенными в
табл. 7 ГОСТ 12730.5-84) необходимо определить марку по водонепроницаемости данного бетона.
Оформление результатов работы. Полученные результаты испы-
таний заносятся в таблицу. На основании полученных результатов делается вывод о соответствии полученных эксплуатационных характеристик разработанного состава бетона проектным требованиям, а в случае
несоответствия необходимо дать обоснованные предложения о количественной корректировке разработанного состава тяжелого бетона.
21
2. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2.
МЕЛКОЗЕРНИСТЫЕ БЕТОНЫ
2.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА
МЕЛКОЗЕРНИСТОГО БЕТОНА
Наиболее просто и точно состав мелкозернистого бетона опреде-
ляют расчетно-экспериментальным путем. Вначале на основе определенных зависимостей рассчитывают предварительный состав бетона,
обеспечивающий получение заданной подвижности прочности мелкозернистого бетона. Рассчитанный состав проверяют путем пробных замесов и корректируют в случае необходимости.
Состав мелкозернистого бетона рассчитывают в следующем по-
рядке:
1. Определяют водоцементное отношение, необходимое для полу-
чения заданной марки бетона по формуле (13):
где А — коэффициент, равный 0,8 для высококачественных материалов,
0,75 — для материалов среднего качества и 0,65 — для цемента низких
марок и мелкого песка; RЦ — активность цемента, МПа.
Приведенная формула (13) действительна при коэффициенте уплотнения бетонной смеси более 0,97. В случае отсутствия возможности достижения данного уплотнения следует учитывать возможное снижение
прочности бетона примерно на 5 % на каждый процент недоуплотнения.
2. По графикам, приведенным на рис. 2, определяют соотношение
между цементом и песком, обеспечивающее заданную подвижность или
удобоукладываемость цементно-песчаной смеси при определенном В/Ц,
установленном по формуле (13). На графиках показана подвижность и
удобоукладываемость цементно-песчаной смеси, приготовленной на
песке с модулем крупности 2,5 и водопотребностью 7 %. При применении другого песка влияние его крупности на подвижность цементно-песчаной смеси учитывают в соответствии с примечаниями к рис. 2 или,
если неизвестна водопотребность песка, по графику на рис. 3.
3. Рассчитывают расход цемента по формуле (14):
, (13)
22
ЦП
1000
Ц
1
В / Ц
ρρ
n
, (14)
где ρц, ρп — истинные плотности цемента и песка; п — соотношение между
цементом и песком, определяемое в соответствии с указаниями п.п. 2.
а б
Рис. 2. График для выбора соотношения между цементом и песком
средней крупности (водопотребность 7 %), которое обеспечивает:
а — заданную подвижность — расплыв конуса РК; б — жесткость У
цементно-песчаной смеси при определенном водоцементном отношении В/Ц
П р и м е ч а н и я . 1. Если применяют мелкий песок с водопотребностью свыше
7 %, содержание его уменьшается на % на каждый процент увеличения водопотребности; при использовании крупного песка с водопотребностью ниже 7 % содержание его увеличивают на 5 % на каждый процент уменьшения водопотребности. 2. Если водопотребность песка неизвестна, то соотношения между цементом и песком корректируют по модулю крупности песка на основании рис. 3.
Формула (14) выведена из уравнения (15):
полученного из условия, что сумма абсолютных объемов составных частей плотного цементно-песчаного бетона (л) равна 1 м3 или 1000 л готового плотного бетона, если в нем нет вовлеченного воздуха или объем
воздушных пор менее 1,5 %.
Ц/ρц + В + П/ρп = 1000, (15)
23
ЦП
1000 ВВ
Ц
1 П
В / Ц
ρρ
Рис. 3. График для корректировки соотношения Ц/П,
обеспечивающего заданную подвижность цементно-песчаной смеси
в зависимости от крупности песка:
1 — МКР = 2,5; 2 — МКР = 1,5; 3 — МКР = 0,75
(Ц/П — соотношение для песка средней крупности, принимаемое по рис. 2)
При уплотнении песчаного бетона вибрированием в него обычно
вовлекается воздух (2…8 % по объему). В этом случае расход цемента
определяют по формуле (16):
где ВВ — объем вовлеченного воздуха, л: для ориентировочных расчетов
можно принять объем ВВ: для подвижной бетонной смеси на среднем и
крупном песке — 20 л, то же, на мелком песке — 30 л, для жесткой смеси
на среднем и крупном песке — 50 л, то же на мелком песке — 70 л.
Действительное количество вовлеченного воздуха уточняют в
опытных замесах путем корректировки состава.
4. Определяют расход воды:
5. Рассчитывают расход песка:
, (16)
В = Ц · В/Ц. (17)
П = п · Ц. (18)
24
В результате проведенных расчётов получен состав мелкозернистого бетона, выраженный в расходе сырьевых материалов на 1 м3 бетонной смеси. Для проведения пробного заданного объема (для проведения испытаний достаточно 7…8 л мелкозернистого бетона) масса необходимых материалов рассчитывается по формуле (1).
2.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ
МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ
Определение удобоукладываемости
Удобоукладываемость мелкозернистых бетонных смесей может
определяться так же, как и удобоукладываемость тяжелых бетонных
смесей (п.п. 1.2.1). Однако испытания по удобоукладываемости мелкозернистых бетонных смесей наиболее рационально проводить на образцах малых размеров, в связи с отсутствием крупного заполнителя.
Подвижность мелкозернистых бетонных смесей можно определить
по расплыву конуса на встряхивающем столике, применяемом для испытания цемента. При проведении данного испытания форму-конус (верхний диаметр 70 мм, нижний диаметр 100 мм, высота 60 мм) устанавливают на встряхивающий столик и на половину высоты заполняют приготовленным раствором, после чего уплотняют 15 раз металлической
штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и
штыкуют 10 раз. После уплотнения верхнего слоя избыток смеси удаляют линейкой и медленно поднимают вертикально вверх конус.
Раствор встряхивают на столике 30 раз (приблизительно одно встряхивание в секунду), после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях. За результат принимают среднее значение.
Определение пористости бетонной смеси
Пористость (воздухововлечение) мелкозернистых бетонных смесей
определяется аналогично методике, используемой для тяжелых бетонов
(п.п. 1.2) с рядом изменений.
1. Для определения воздухововлечения компрессионным методом
используется прибор 64-C0171 Controls, объемом 1 л.
2. Уплотнение подвижных мелкозернистых смесей с расплывом ко-
нуса от 120 мм и выше в чаше прибора аналогично уплотнению подвижных тяжелых бетонных смесей марок по удобоукладываемости П4, П5.
25
3. Уплотнение мелкозернистых смесей с расплывом конуса менее
120 мм и в чаше прибора осуществляется на вибростоле. Продолжительность вибрирования определяют по прекращению оседания бетонной
смеси, выравнивания ее поверхности, появления на ней тонкого слоя цементного теста.
Плотность бетонной смеси определяется по методике, приведенной
в п.п. 1.2.3, в литровой цилиндрической емкости.
Оформление результатов. Полученные результаты испытаний по
определению свойств мелкозернистой бетонной смеси заносятся в таблицу, в которой должны быть указаны все промежуточные расчетные
и конечные значения. На основании полученного значения средней
плотности мелкозернистой бетонной смеси результатов делается вывод
о ее соответствии расчетному значению, и в случае отклонения более
20 кг/м3 проводится корректировка разработанного состава мелкозернистого бетона.
2.3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ
СВОЙСТВ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ
Для проведения испытаний по определению физико-механических
характеристик мелкозернистого бетона изготавливается 3…6 образцов
кубов размером 70×70×70 и 3 призмы размером 70×70×280 мм.
Средняя плотность бетона определяется на образцах кубах по мето-
дике, приведенной в п.п. 1.3.1.
Прочность при сжатии мелкозернистого бетона определяется на об-
разцах кубах по методике, приведенной в п.п. 1.3.2. При расчете значений прочности при сжатии по формуле (5) масштабный коэффициент α
принимается равным 0,85.
Прочность на растяжение при изгибе мелкозернистого бетона определяется на образцах кубах по методике, приведенной в п.п. 1.3.3. При
расчете значений прочности при сжатии по формуле (6) масштабный коэффициент δ принимается равным 0,86.
Оформление результатов. Полученные результаты испытаний за-
носятся в таблицу, в которой должны быть указаны все промежуточные
расчетные и конечные значения. На основании полученных результатов
делается вывод о соответствии полученных характеристик разработанного состава бетона проектным требованиям, а в случае несоответствия
также даются предложения о количественной корректировке разработанного состава мелкозернистого бетона.
26
2.4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ
СВОЙСТВ МЕЛКОЗЕРНИСТЫХ БЕТОНОВ
Для определения марок по морозостойкости и водонепроницаемо-
сти каждого разработанного состава бетона должно быть изготовлено
12 образцов кубов размером 70×70×70 и 6 образцов цилиндров диаметром 150 и высотой 100 мм.
Методика, приведенная в п.п. 1.4.1, применяется для определения
марки по морозостойкости мелкозернистого бетона без корректировок.
Методика, приведенная в п.п. 1.4.1, применяется для определения
марки по водонепроницаемости мелкозернистого бетона без корректировок.
Оформление результатов работы. Полученные результаты испы-
таний заносятся в таблицу, в которой должны быть указаны все промежуточные расчетные и конечные значения. На основании полученных
результатов делается вывод о соответствии полученных эксплуатационных характеристик разработанного состава бетона проектным требованиям, а в случае несоответствия необходимо дать обоснованные предложения о количественной корректировке разработанного состава мелкозернистого бетона.
27
Класс
бетона
Рекомендуемая
марка цемента
Марка пористого заполнителя по прочности
75
100
125
150
200
250
300
В10
В15
В20
В22,5
В25
В30
М500
400
400
400
500
500
500
600
300
—
—
—
—
—
—
280
340
—
—
—
—
—
260
320
390
—
—
—
—
240
300
360
420
—
—
—
230
280
330
390
450
—
—
220
260
310
360
410
480
570
210
250
290
330
380
450
540
3. ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3.
ЛЕГКИЕ БЕТОНЫ
Для выполнения лабораторной работы преподаватель выдает каждой подгруппе задание на проектирование состава легкого конструкционного бетона, которое включает: класс бетона прочности В12,5—В40,
марку по плотности D1100—D2000, марку по удобоукладываемости,
марку по морозостойкости F100—F500, марку по водонепроницаемости
W2—W12, вид крупного пористого заполнителя и его марку по прочности. В качестве мелкого заполнителя используется строительный песок.
3.1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ЛЕГКОГО БЕТОНА
Номинальный состав легкого бетона на пористом заполнителе и
плотном песке рассчитывают в следующем порядке.
1. Расход цемента определяется в зависимости от заданного класса
бетона, удобоукладываемости смеси, марки цемента и прочности крупного заполнителя по табл. 9 и 10.
2. Определяют начальный расход воды по табл. 11 в зависимости
от заданной удобоукладываемости бетонной смеси, наибольшей крупно-
сти и вида заполнителя.
Ориентировочный расход цемента (кг) для расчета состава бетонов
на пористых заполнителях с предельной крупностью 20 мм
и плотном песке с жесткостью бетонной смеси 20…30 с
Таблица 9
28
Характеристика
материала
и подвижность
бетонной смеси
Марка бетона
В10
В15
В20
В22,5
В25
В30
В40
Цемент марки
300
400
500
600
1.15
1
0.9
—
1.2
1
0.88
—
—
1
0.85
0.88
—
1.5
1
0.9
—
1.2
1
0.88
—
1.25
1.1
0.85
—
—
1.1
1
D
max
, мм
40
20
10
0.9
1
1.1
0.9
1
1.1
0.93
1
1.07
0.93
1
1.0
0.95
1
1.05
0.95
1
1.05
0.95
1
1.05
Жесткость, с
20...30
30...50
50...80
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
1
0.9
0.85
Осадка конуса, см
1...2
2...5
8...12
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
1.07
1.1
1.25
Осадка конуса,
см
Жесткость, с
Предельная крупность, мм
гравия
щебня
10
20
40
10
20
40
8…12
3…7
1…2
—
—
—
—
—
10…20
20…30
30…50
50…80
235
220
205
195
185
175
220
205
190
180
170
160
205
190
175
165
160
150
265
245
225
215
200
190
250
230
210
200
185
175
235
215
195
185
175
165
Таблица 10
Коэффициенты изменения расходов цемента при изменении его марки, вида
песка, предельной крупности заполнителя и подвижности бетонной смеси
Ориентировочный начальный расход воды (л/м
3
) для приготовления
бетонной смеси с использованием плотного песка
и природного крупного заполнителя
29
Таблица 11
Плотность бетона,
кг/м
3
Плотность зерен
круп
ного запол
ни-
теля в цементном
тесте, кг/дм
3
Водопотребность песка, %
Расход воды, л
160
200
240
160
200
240
160
200
240
1500
1
1,2
1,4
0,47
0,5
—
0,43
0,46
0,5
0,38
0,42
0,46
0,46
0,5
—
0,41
0,45
0,49
0,35
0,4
0,45
0,45
0,48
—
0,4
0,44
0,48
0,32
0,38
0,43
1600
1
1,2
1,4
1,6
0,43
0,47
0,5
0,54
0,38
0,42
0,46
0,5
0,32
0,35
0,41
0,45
0,42
0,46
0,5
0,53
0,35
0,4
0,45
0,49
0,25
0,3
0,39
0,44
0,39
0,44
0,48
0,53
0,32
0,38
0,43
0,48
—
0,27
0,36
0,43
1700
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0,39
0,43
0,47
0,5
0,54
0,31
0,38
0,41
0,46
0,5
—
0,27
0,33
0,4
0,45
0,36
0,41
0,45
0,49
0,53
0,26
0,33
0,39
0,44
0,49
—
—
0,3
0,37
0,43
0,32
0,38
0,43
0,48
0,53
—
0,28
0,36
0,42
0,8
—
—
0,29
0,31
0,41
1800
1,2
1,4
1,6
1,8
2
0,37
0,42
0,45
0,51
—
0,2
0,34
0,4
0,45
0,5
—
0,25
0,26
0,38
0,44
0,33
0,39
0,49
0,49
—
—
—
0,37
0,44
0,49
—
—
0,25
0,3
0,42
—
0,36
0,42
0,48
—
—
—
0,3
0,41
0,48
—
—
—
0,27
0,44
3. Определяют объемную концентрацию крупного заполнителя в
зависимости от расхода цемента и воды, заданной плотности зерен крупного заполнителя и водопотребности песка (табл. 12). Если исходные
данные находятся между значениями, указанными в табл. 12, то объемную концентрацию выбирают по интерполяции. Если объемная концентрация крупного заполнителя превышает более чем на 0,05 оптимальное
значение, указанное в табл. 13, то следует применить более легкие заполнители или поризацию бетона.
Таблица 12
Объемная концентрация φ крупного заполнителя д
ля легких бетонов на плотном песке
П р и м е ч а н и е . Значения φ даны при расходе цемента 300 кг/м3, при большем расходе
цемента значения φ возрастают приблизительно на 0,01 на каждые 100 кг/м3 цемента,
при уменьшении расхода цемента значения φ соответственно сокращаются.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]