Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительное материаловедение. Учебное пособие
.pdf
готовят в требуемом количестве.
2. Готовый раствор сульфата натрия охлаждают до температуры в
лабораторном помещении, сливают в емкость и хранят не менее 2
суток.
3. Мерную пробу щебня (гравия) определенной фракции высыпают
на противни в один слой и заливают раствором сульфата натрия таким
образом, чтобы все зерна щебня (гравия) были покрыты раствором.
4. Насыщение щебня (гравия) раствором сульфата натрия
проводится в течение (20,0±0,5) ч при комнатной температуре.
5. После насыщения щебня (гравия) раствор сульфата натрия
сливают, а противни с мерной пробой помещают на (4,5±0,5) ч в
сушильный шкаф, в котором поддерживается температура (110±5)°С.
6. Затем щебень (гравий) охлаждают до комнатной температуры и
вновь заливают раствором сульфата натрия в соответствии с п.8.3.1.
7. Последующие циклы испытания включают в себя выдерживание
щебня (гравия) в течение (4,5±0,5) ч в растворе сульфата натрия и
высушивание в течение (4,5±0,5) ч в сушильном шкафу при
температуре (110±5)°С с последующим охлаждением до комнатной
температуры.
В перерывах между циклами мерную пробу щебня (гравия)
оставляют на воздухе.
8. После 3, 5, 10 и 15 циклов мерную пробу щебня (гравия)
промывают водой для удаления сульфата натрия, затем высушивают
до постоянной массы и просеивают через контрольное сито с размером
ячеек, равным d.
9. Зерна щебня (гравия) фракции свыше 31,5 до 45 мм, имеющие
свежую поверхность раскола и оставшиеся на сите с размером ячеек
31,5 мм, относят к неморозостойким, их массу не включают в массу
остатка на контрольном сите.
Потеря массы мерной пробы щебня (гравия) при испытании ∆M в
%, рассчитывается по формуле:
∆М =
, (7.17)
где М - масса мерной пробы до испытания, г; М1 - масса остатка на
сите с размером ячеек d, после определенного цикла испытания, г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимается
среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
Расхождение результатов двух параллельных испытаний не должно
превышать 1%, в противном случае испытание необходимо повторить.
13. Определение минералого-петрографического состава
Методами петрографической разборки и минералогического
анализа зерен пробы щебня (гравия) устанавливают вид и
генетический тип горных пород, наличие минералов, горных пород и
включений, содержащих вредные компоненты и примеси, и
определяют их содержание.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33031-2014.
Масса мерной пробы должна соответствовать значениям,
приведенным в табл. 7.8.
Таблица 7.8
Масса мерной пробы
Наибольший
размер зерен, мм
8,0 250±5 31,5 5000±50
16,0 1000±20 63,0 10000±100
Масса мерной
пробы, г
Наибольший
размер зерен, мм
Масса мерной
пробы, г
Порядок испытания
1. Мерную пробу щебня (гравия) промывают под струей воды и
высушивают в сушильном шкафу при температуре (110±5)°С до
постоянной массы.
2. Подготовленный материал распределяют на горизонтальной
поверхности и рассматривают при помощи лупы и микроскопа.
3. Из мерной пробы каждой фракции выделяют зерна по
генетическим типам в соответствии с табл. 7.9.
Таблица 7.9
Масса мерной пробы
Генетический тип Порода
Осадочные Известняк, доломит, песчанник, кремень и др.
Изверженные интрузивные Гранит, габбро, диорит и др.
эффузивные Базальт, диабаз, порфирит и др.
Метаморфические Кварцит, кристаллические сланцы и др.
Зерна карбонатных пород, подвергшихся процессам окремнения
более чем на 40% своего объема, относят к группе кремния. Зерна
кварца выделяют в самостоятельную группу. Кроме этого, выделяют
зерна, представленные породами и минералами, наличие которых
ограничено по ГОСТ 32703 или требует проведения специальных
исследований возможности использования щебня (гравия) в качестве
заполнителя для бетона.
4. К указанным в п.3 породам и минералам относят включения
следующих пород и минералов, содержащих: активно растворимый в
щелочах кремнезем (халцедон, опал, кремень и др.); серу; сульфиды
(пирит, марказит, пирротин и др.); сульфаты (гипс, ангидрит и др.);
слоистые силикаты (слюды, гидрослюды, хлориты и др.); магнетит;
оксиды железа (гетит и др.); апатит; нефелин; фосфорит; галоидные
соединения (галит, сильвин и др.); цеолиты; асбест; графит; уголь;
горючие сланцы.
5. Петрографические разобранные по породам и минералам зерна
щебня (гравия) взвешивают.
6. Щебень, изготовленный из одной горной породы, характеризуют
петрографическим составом данной горной породы с указанием
содержания включений, относимых к вредным примесям пород и
минералов, перечисленных в 9.3.
7. Для характеристики состава щебня, изготовленного из
различных горных пород, производят петрографическую разборку и
указывают его состав, в том числе содержание включений, относимых
к вредным примесям пород и минералов, перечисленных в 9.3.
8. При наличии галоидных соединений (галит, сильвин и др.,
включая водорастворимые хлориды) и минералов, содержащих серу,
общее содержание хлоридов и легкорастворимых хлоридов, а также
количество сернистых и сернокислых соединений в пересчете на SО3
определяют в специализированных химических лабораториях.
По каждому виду выделенных пород и минералов подсчитывают
число зерен и определяют их содержание (Xi) в процентах в каждой
испытуемой фракции по формуле:
=
∙100, (7.18)
где Xi - масса зерен данной породы или минерала, г; М - масса пробы,
г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой.
14. Определение наличия органических примесей в гравии и
щебне из гравия
Сущность метода заключается в определении наличия
органических примесей в щебне (гравии) путем сравнения окраски
раствора над пробой материала с окраской эталона.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33046-2014.
Для подготовки к испытанию из единичной пробы с наибольшим
номинальным размером зерен 16 мм готовят мерную пробу щебня
(гравия) массой 1000 г.
Порядок испытания
1. Готовят эталонный раствор, растворяя 2,5 мл 2%-ного раствора
танина в 97,5 мл 3%-ного раствора гидроксида натрия.
2. Приготовленный раствор перемешивают и выдерживают при
комнатной температуре в течение 24 ч.
Оптическая плотность раствора танина, определяемая на
фотоколориметре или спектрофотометре в области длин волн 450-500
нм, должна составлять 0,60-0,68.
3. Часть подготовленной мерной пробы щебня (гравия) засыпают в
мерный цилиндр до уровня 130 мм и заливают в цилиндр 3%-ный
раствор гидроксида натрия до уровня 200 мл.
4. Содержимое цилиндра перемешивают и выдерживают при
комнатной температуре в течение 24 ч, повторяют перемешивание
через 4 ч после начала испытания.
5. По истечении отведенного времени окраску жидкости,
отстоявшейся над пробой, сравнивают с цветом эталонного раствора.
6. Щебень (гравий) пригоден для использования в бетонах, если
жидкость над пробой бесцветна или окрашена значительно светлее
эталонного раствора.
7. При окраске жидкости незначительно светлее эталонного
раствора содержимое сосуда подогревают в течение интервала
времени от 2 до 3 ч на водяной бане при температуре от 60°С до 70°С
и, сравнивая цвет жидкости над пробой с цветом эталонного раствора,
решают вопрос о пригодности заполнителя для приготовления бетона.
При окраске жидкости одинаковой или более темной, чем цвет
эталонного раствора, проводят испытания заполнителя в бетонах в
специализированных лабораториях по испытаниям бетона.
15. Определение содержания дробленых зерен в гравии и щебне
из гравия
Сущность метода заключается в ручной разборке пробы щебня на
группы:
- дробленые зерна, включая полностью дробленые зерна;
- окатанные зерна, включая полностью окатанные зерна.
Массу каждой из групп соотносят с массой пробы.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
Наибольший размер зерен, мм
ГОСТ 33051-2014. Масса мерной пробы должна соответствовать
значениям, приведенным в табл. 7.10.
Таблица 7.10
Наибольший размер зерен и масса мерной пробы
Масса мерной пробы, г
8,0 250±5
16,0 1000±20
31,5 5000±50
63,0 10000±100
Порядок испытания
1. Зерна щебня (гравия) распределяют на ровной поверхности и
вручную разделяют на две части:
- дробленые зерна;
- окатанные зерна.
Допускается при необходимости применять минералогическую
лупу.
2. Дробленые зерна распределяют на ровной поверхности, вручную
отделяют полностью дробленые зерна и определяют их массу.
3. Окатанные зерна распределяют на ровной поверхности, вручную
отделяют полностью окатанные зерна и определяют их массу.
Содержание дробленых, полностью дробленых и полностью
окатанных зерен в гравии и щебне из гравия вычисляют как Д, в
процентах по формуле
Д =
∙100, (7.19)
где М1 - масса дробленых (полностью дробленых или полностью
окатанных) зерен, г; М - масса мерной пробы до испытания, г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимается среднее
арифметическое значение. Расхождение результатов двух
параллельных испытаний не должно превышать 1,0%, в противном
случае испытание необходимо повторить.
16. Определение содержания зерен слабых пород в щебне
(гравии)
Сущность метода заключается в определении визуальным и
инструментальным способами зерен слабых пород в пробе щебня
(гравия). Содержание зерен слабых пород определяют как отношение
массы зерен слабых пород к массе всей пробы.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33054-2014, шлакового – ГОСТ 32861-2014. При этом для
шлакового щебня проводят определение содержания слабых зерен и
примесей металла.
Масса мерной пробы должна соответствовать значениям,
приведенным в табл. 7.10.
Порядок испытания
1. Мерную пробу высушивают в сушильном шкафу до постоянной
массы при температуре (110±5)°С.
2. Зерна щебня распределяют на жесткой горизонтальной
поверхности в один слой, затем каждое зерно поочередно подвергают
удару молотком МСТ-3, удар наносят с высоты (4±1) мм под
действием силы тяжести веса молотка. Расколотые зерна
классифицируют как слабые.
К слабым относят зерна, легко разламывающиеся пальцами рук.
3. Отобранные слабые зерна взвешивают.
Содержание зерен слабых пород в щебне (гравии) вычисляют как
Сп , в %, по формуле:
где М1 - масса зерен слабых пород, г; М - масса мерной пробы до
испытания, г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой. За результат испытания принимается среднее
арифметическое значение двух параллельных испытаний. Расхождение
результатов двух параллельных испытаний не должно превышать
1,0%, в противном случае испытание необходимо повторить.
17. Определение реакционной способности горной породы и
Реакционную способность горной породы или щебня (гравия)
устанавливают при петрографической разборке пробы щебня (гравия)
Сп=
∙100, (7.20)
щебня (гравия)
и характеризуют наличием минералов, содержащих растворимый в
щелочах кремнезем.
Для щебня и гравия из горных пород испытания осуществляют по
ГОСТ 33050-2014.
Масса мерной пробы должна соответствовать значениям,
приведенным в табл. 7.10.
Порядок испытания
1. Подготовленную мерную пробу щебня (гравия) распределяют на
горизонтальной поверхности и рассматривают при помощи лупы или
микроскопа, также применяют набор реактивов для
минералогического анализа по ГОСТ 33031.
2. Если при петрографической разборке щебня (гравия) обнаружено
наличие одной или нескольких разновидностей минералов,
содержащих реакционноспособный кремнезем в количестве равном
или превышающем значения, приведенные в табл. 7.11, его относят к
потенциально реакционноспособным.
Таблица 7.11
Вид потенциально реакционноспособных пород
Минерал и вид
кремнезема
Опал Базальты и другие лавы.
Стекло кислое
аморфное
Халцедон
криптомикрокристалл
ический
Кристобалит,
тридимит
кристаллические
Кварц выветрелый
деформированный
Вид потенциально
реакционноспособных
пород
Известняки, роговики,
сланцы опаловидные
Обсидианы, перлиты,
липариты, дациты,
андезитодациты, андезиты,
туфы и аналоги этих пород,
имеющие стекловидную
основу
Кремни, известняки,
доломиты, песчаники с
опалохалцедоновым и
халцедонокварцевым
цементом, яшмы, роговики
Расплавы, состоящие из
кремнезема (материалы,
полученные плавлением)
Кварцевые витрофиры,
кварциты, песчаники,
вулканические и
метаморфические кислые
породы
Минимальное
содержание
минерала, % по
массе, при котором
возможна щелочная
коррозия бетона
0,25
3,0
5,0
1,0
3,0
3. Зерна щебня (гравия) потенциально реакционноспособных
минералов взвешивают.
Реакционную способность зерен щебня (гравия) X
, в %,
прс
рассчитывается по формуле
прс
=
∙100, (7.21)
где М1 - масса потенциально реакционноспособных зерен, г; М - масса
мерной пробы щебня (гравия), г.
Результат испытания рассчитывают с точностью до первого знака
после запятой.
Результаты все испытаний сводят в итоговую табл. 7.12, делают
вывод о его качестве.
Таблица 7.12
Результаты испытания щебня
Показатель
Наименование испытанного щебня
1. Определение сопротивления истираемости по
показателю микро-Деваль
2. Определение содержания глины в комках
3. Определение влажности
4. Определение гранулометрическог
5. Определение дробимости
6. Определение сопротивления дроблению и износу
7. Определение насыпной плотности и пустотности
8. Определение содержания пылевидных и глинистых
частиц
9. Определение средней и истинной плотности,
пористости и водопоглощения
10. Определение устойчивости структуры зерен щебня
(гравия) против распадов
11. Определение содержания зерен пластинчатой
(лещадной) и игловатой формы
12. Определение морозостойкости
13. Определение минералого-петрографического состава
14. Определение наличия органических примесей в гравии
и щебне из гравия
15. Определение содержания дробленых зерен в гравии и
щебне из гравия
16. Определение содержания зерен слабых пород в щебне
(гравии)
17. Определение реакционной способности горной породы
и щебня (гравия)
Установлено
испытанием
Дополнительно для шлакового щебня определяют активность
шлака по ГОСТ 32820-2014.
Контрольные вопросы
1. Что называется крупным заполнителем бетона?
2. Чем отличается щебень от гравия?
3. Классификация крупных заполнителей.
4. Перечислите свойства щебня и охарактеризуйте их.
5. Как взаимосвязаны свойства крупного заполнителя и свойства
бетона?
Лабораторная работа № 8
ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА
Цель работы: научиться подбирать состав тяжелого
цементобетона, а также устанавливать основные требования к
процедуре подбора составов, порядку согласования рецептов смесей
конструкционного тяжелого бетона при выполнении работ дорожными
организациями.
Аппаратура и материалы: весы технические, открытая емкость
для перемешивания бетонной смеси, лопатки для перемешивания бетонной смеси, стандартный конус СтройЦНИЛ, штыковка, мерные
емкости, 2 линейки, стальные формы размером 10×10×10 см, пресс
гидравлический, развивающий усилие 50 т·с, портландцемент класса
32,5, щебень, песок, вода.
Основные понятия
Бетон – это искусственный каменный материал, полученный в
результате затвердевания специально подобранной бетонной смеси,
состоящей из вяжущего вещества, крупного и мелкого заполнителей и
воды. В отдельных случаях могут вводиться специальные добавки.
Бетонная смесь обладает рядом свойств: удобоукладываемостъ
(подвижность, жесткость), однородность, средняя плотность,
водоцементное отношение – которые регламентируется нормативными
документами, и от которых в значительной степени зависит прочность
и другие характеристики затвердевшего бетона. Свойства бетонной
смеси обусловлены ее составом, т.е. количеством исходных
компонентов, расходуемых на приготовление 1 м3 смеси. Состав
бетонной смеси определяется расчетно-экспериментальным методом
подбора состава бетона. Данной метод включает два этапа: первый –
расчет состава бетонной смеси; второй (экспериментальный) –
приготовление пробного замеса, формование, выдержка и испытание
опытных образцов. Подбор состава бетона следует производить в
соответствии с ГОСТ 27006-86.
Цель первого этапа – математический расчет количества исходных
компонентов бетонной смеси, которая после затворения водой и
затвердевания обеспечит заданную марку бетона.
Второй этап включает приготовление пробного замеса бетонной
смеси, формование контрольных образцов-кубов размером 15×15×15
см или 10×10×10 см, выдержку их в нормальных условиях 28 суток и
испытание в соответствии с ГОСТ 10180 для определения марки
полученного бетона.
Порядок выполнения работы
Исходные данные:
– проектируемая марка бетона (R28);
– требуемая удобоукладываемостъ бетонной смеси (ОК или Ж);
– активность цемента (Rц);
– качество заполнителей (вид, крупность, пустотность, влажность).
Эти данные задаются преподавателем.
Кроме того, используют следующие величины:
– истинная плотность цемента – 3120 кг/м3;
– насыпная плотность цемента – 1340 кг/м3 .
Значение истинной и средней плотности щебня и песка берут из
лабораторных работ № 6 и 7 «Испытание крупного и мелкого
заполнителя бетона».
Расчет состава бетона
Водоцементное отношение:
=
,∙∙
∙
ц
, (8.1)
ц
В
Ц
К где R28 – проектируемая марка бетона, г/см2; Rц – активность
цемента, кг/см2; – коэффициент, зависящий от вида заполнителя
(для рядового щебня К=0,55, для гравия К=0,5).
Определяют ориентировочный расход воды (В) на 1 м3 бетонной
смеси заданной подвижности или жесткости по табл. 8.1.
Расход цемента на 1 и3 бетонной смеси, кг:
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]