Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Определение физико-механических свойств строительных материалов для реставраторов. Учебно-методическое пособие
.pdf
ты заносят в таблицу. Далее вычисляют значения частных остатков в % и
Показатели
Размеры отверстий сит, мм
Проходит через сито
№ 0,16
5,0
22,5
11,25
0,63
0,315
0,16
Остатки
частные (а), г
То же, %
Остатки
полные (А), %
А 0,63= а 2,5 + а 1,25+ а 0,63.
(1)
Мк = (А
2,5
+А,
1,25
-:- *..+Ао,
0,!6
)/100.
(2)
заносят во вторую строку таблицы 1.
Таблица 1
Результаты просеивания песка
Затем рассчитывают полные остатки А на каждом сите как сумму
частных остатков на данном сите и всех вышележащих, например:
Далее подсчитывают общее количество просеянного песка, равное
сумме частных остатков на ситах и поддоне (проход через сито № 0,16) и потери при просеве.
Пригодность песка по зерновому составу для использования в бетонах определяют, строя кривую просеивания песка и кривые по ГОСТу. Если кривая испытуемого песка укладывается между стандартными кривыми, ограничивающими область песков, допустимых для использования, песок по зерновому составу считается пригодным.
Модуль крупности песка вычисляют по формуле:
ному остатку на сите № 0,63, %.
(проход через сито № 0,16 мм) с требованиями стандартов.
зерен, зерновой состав, прочность.
проба крупностью зерен 5,10,40 мм, массой 5 кг, проба визуально осматривается. Поверхность шероховатая – щебень, гладкая – гравий. Форма – яйцевидная, круглая, круглоокатанная; угловатая, кубическая.
взвешиваются частные и полные остатки на ситах и рассчитывается
наименьшая и наибольшая крупность пробы.
Крупность песка определяют по модулю крупности песка Мк и пол-
Также необходимо сравнить количество мелких пылеватых примесей
Для крупного заполнителя важными являются поверхность и форма
Для определения зернового состава крупного заполнителя берется
Для рассева берется стандартный набор сит, рассеивается проба и
Определение насыпной плотности песка различной влажности
Для работы берут пробу сухого песка массой 2 кг. Насыпную массу
21
определяют с помощью цилиндрического сосуда вместимостью 1 дм (за-
т= т
с+n-m0
,
(3)
Показатели
Влажность песка W, % по массе
0 5 10
15
20
25
Добавка воды, см2
Масса песка в сосуде, г
Насыпная плотность
песка, кг/м3
ранее надо определить массу пустого сосуда тс. г). Совком с высоты 10 см
песок засыпают в мерный сосуд до тех пор, пока песок не образует конус
над краями сосуда. Избыток песка срезают вровень с краями сосуда, и сосуд с песком взвешивают, определяя массу песка в сосуде:
где т
– масса сосуда с песком.
с+ п
Затем всю пробу (2 кг) сухого песка собирают в тазик вместимостью
3–4 дм3 и увлажняют до 5 %. Для этого мензуркой отмеряют 100 см3 воды
и выливают ее в песок, который тщательно перемешивают до достижения
равномерной влажности во всем объеме. Увлажненный песок насыпают в
мерный сосуд вместимостью 1 дм (так же, как и сухой песок без уплотнения). Сосуд с песком взвешивают и вычисляют массу находящегося в нем
песка по указанной формуле.
Эту операцию повторяют еще 3–4 раза, доводя влажность взятой
пробы песка (2 кг) последовательно до 10, 15 и 20 % (для мелкого песка
возможно и до 25 %). Заканчивают испытание в тот момент, когда над поверхностью песка начнет выступать вода. Полученные данные заносят в
таблицу 2 и по ним вычисляют насыпную плотность песка.
Таблица 2
Определение влажности песка
Вывод.
1. Для чего производится рассев песка на ситах?
2. Как определяется влажность песка?
3. Как определяется насыпная плотность песка?
Вопросы для самоконтроля
22
Лабораторная работа № 5.
Определение подвижности (жесткости) бетонной смеси
Цель работы: определение подвижности (жесткости) бетонной смеси.
Удобоукладываемость бетонной смеси оценивают по двум показателям подвижности и жесткости. Подвижность является статической характеристикой бетонной смеси, так как оседание отформованного из бетонной смеси конуса происходит за счет собственной массы, жесткость –
динамическая характеристика пластичности бетонной смеси, так как ее
определение проводят с использованием механического вибрационного
воздействия.
Рис. Определение подвижности бетонной смеси
Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке изготовления конуса (ОК) в сантиметрах. Для этого увлажненную внутри форму в виде
металлического конуса высотой 300 мм устанавливают на влажную горизонтальную поверхность. Затем форму через воронку заполняют бетонной
смесью приблизительно равными частями в три слоя. Каждый слой 25 раз
равномерно проштыковывают по всей площади на всю его толщину до
нижележащего слоя металлической штыковкой. По окончании штыкования верхнего слоя поверхность бетонной смеси срезают и затем выравнивают кельмой вровень с краями формы. После этого металлическую форму-конус поднимают вертикально вверх и освобождают от нее бетонную
смесь. Жесткость бетонной смеси определяют для малоподвижных смесей
по времени вибрации в секундах, необходимому для уплотнения и выравнивания предварительно отформованного конуса из бетонной смеси (метод Б.Г. Скрамтаева). Для этого на виброплощадку со средней частотой
колебаний плюс, минус 100 в минуту и амплитудой 0,5 плюс, минус
0,001мм устанавливают металлическую форму в виде куба размером
200×200×200мм. На дно помещают усеченный конус, внутреннюю поверхность которого, предварительно увлажняют. Заполнение увлажненного конуса бетонной смесью проводят также, как и при определении подвижности бетонной смеси. После снятия полого конуса включают вибратор и секундомер, и уплотнение производят до тех пор, пока на поверхности формы образуется горизонтальная поверхность.
В зависимости от степени готовности бетонной смеси их подразделяют на готовые к употреблению и сухие. Сухие компоненты смешивают с
водой уже непосредственно на стройплощадке перед укладкой в опалубку.
Бетонные смеси обозначают следующим образом: БСГТ В25 П1
F200 W4 (ГОСТ 7473-94), где БС – бетонная смесь; Г – готовая к употреблению; Т – тяжелая; В25 – класс бетона; П-1 марка по удобоукладыва-
23
емости; F200 – морозостойкость; W4 – водонепроницаемость, или
Группы бетонных
смесей
Норма укладываемости
по показателю
Марка по
удобоукладываемости
Жесткость
Подвижность
Особо жесткая
31 и более - Ж4
Сверхжесткая
50 и менее - СЖ1
Повышенножесткая
30–21 - Ж3
Жесткая
20–11 - Ж2
Умеренножесткая
10–5 - Ж1
Малоподвижная
4–1
4 и менее
Ш
Подвижная
-
5–9
П2
Весьма пластичная
-
10–15
П3
Литая - 16 и более
П4
БСГЛВ12,5 F200W2ПЛ1600, где Л – легкая бетонная смесь, ПЛ1600 –
средняя плотность, или БССТВ25П2F200W4, где С – сухая бетонная смесь.
Для производства работ и обеспечения высокого качества бетона в
конструкциях и изделиях необходимо, чтобы бетонная смесь имела консистенцию, соответствующую условиям ее укладки и уплотнения, т. е. определенную удобоукладываемость. Это основное свойство бетонной смеси оценивается показателями подвижности и жесткости. По этим показателям бетонные смеси подразделяются на группы и марки (табл.).
Таблица
Классификация бетонных смесей по удобоукладываемости
Вывод.
Вопросы для самоконтроля
1. Как определяются подвижность и жесткость бетонных смесей.
2. Приведите классификацию бетонных смесей по удобоукладывае-
мости.
Лабораторная работа № 6.
Определение средней плотности образцов
неправильной геометрической формы
Цель работы: определение средней плотности образцов неправиль-
ной геометрической формы.
В качестве образца для испытания подбирают крупные куски гравия
(щебня) плотной структуры. Для правильности результатов пористые образцы следует после взвешивания и определения массы, покрыть тонким
слоем расплавленного парафина. Дать образцам остыть и снова взвесить,
m1 - масса образца с парафином. Масса образца определяется взвешивани-
ем. Размеры образца не определяем. Объём V образца неправильной формы определяется по объёму вытесненной жидкости при погружении образца в сосуд с делениями. Объем парафина для покрытия образца определяется по формуле:
24
1
,
n
mm
Vp
P
(1)
где Рп = 0,93г/см3.
V1=V2-V0-Vп;
(2)
V1=V2-V0.
(3)
№
п/п
Наименование образца
Объём в см3
Естественный
объём образца,
см3, V1 = V2 – V0
Масса,
г, m
Средняя плотность
до пог-
ружения,
V0
после по-
гружения,
V2
г/см3
кг/м3
При покрытии парафином образца его естественный объем определяется по формуле:
Без покрытия
Средняя плотность образца неправильной формы
Рис. Сосуд с делениями
Таблица
риалов.
материала без учёта пор и пустот, т.е. в абсолютно плотном состоянии
(материал предварительно измельчен и высушен). Истинная плотность
опреджеляется:
Выводы.
Вопросы для самоконтроля
1. Дайте определение понятия плотности.
2. В чем различие между истинной, средней и насыпной плотностью?
3. Как определяют размеры образцов?
4. Назовите единицы измерения средней плотности.
Лабораторная работа № 7.
Определение истинной плотности строительных материалов
Цель работы: определение истинной плотности строительных мате-
Истинной плотностью (р, г/см3) называется масса единицы объёма
25
,
в
m
p
V
(1)
где т – масса материала, г; Vв – объём вещества материала, см3.
Материал
p, г/см
3
Материал
p,г/см3
Сталь
7,8–7,9
Портландцемент
2,9–3,1
Гранит
2,7–2,8
Глина
2,6–2,7
Бетон тяжелый
2,6–2,7
Стекло
2,5–3,0
Кирпич
глиняный
2,5–2,8
Древесина
1,5–1,6
Песок кварце-
вый
2,6–2,7
Полистирол
1,0–1,05
Известняк
2,4–2,6
Полиэтилен
0,92–0,95
m=m1 – mo.
(2)
Истинная плотность большинства строительных материалов (кроме
металлов) колеблется довольно в узких пределах: неорганических 2,2–3,3
г/см3, органических 1,0–1,6 г/см3.
Значения истинной плотности строительных материалов приведены
в таблице 1.
Таблица 1
Значения истинной плотности строительных материалов
Определение истинной плотности производится либо в пикнометрах
(например, определение истинной плотности стеновых и облицовочных
материалов по ГОСТ 6427-75), или в специальных объёмомерах – приборах Ле-Шателье-Кандло (например, определение плотности цемента по
ГОСТ 3102-76).
Навеска материала (песок, цемент) предварительно высушивается.
Кусковой материал (гравий, щебень, кирпич) предварительно высушивается, измельчается в агатовой ступке, снова высушивается.
Особенность работы – определение абсолютного объема навески. Для
этого надо удалить весь воздух, находящийся в порах, пустотах и трещинах
материала. В пикнометр приливают жидкость, инертную к материалу. Например, для песка – это вода; для цемента – это бензин, керосин. Масса навески
определяется взвешиванием, которое в данной работе проводится на аналитических весах, с точностью 0,01 г. Масса навески определяется по разнице массы пикнометра с материалом m1 и пустого пикнометра – то по формуле:
жидкости, вытесненной навеской. Данные заносятся в таблицу 2.
вместимостью 100 мл по ГОСТ 22524-77. Весы настольные циферблатные
по ГОСТ 29329-92 или лабораторные по ГОСТ 24104-2001.Стаканчик для
взвешивания по ГОСТ 25336-82 или фарфоровая чашка по ГОСТ 9147-80.
Ступка чугунная или фарфоровая. Эксикатор по ГОСТ 25336-82. Кислота
серная концентрированная по ГОСТ 2184-77. Кальций хлористый (хлорид
кальция) безводный по ГОСТ 450-77. Шкаф сушильный. Баня песчаная
или водяная. Щетка металлическая. Сито № 0125 по ГОСТ 6613-86.
Абсолютный объем Va навески материала определяется по объему
Средства контроля и вспомогательное оборудование: пикнометр
26
Таблица 2
Масса пикнометра, г
Плотность жидкости
р
ж
Масса
Навески г, m
Абсолютный
объем, см
3
, Va
Истинная плот
Ность р, г/смЗ
Заключение
об испытании
Пустого,
m
0
с навекой, m
1
с навеской и
жидкстью,
m
2
с жидкостью,
m
3
Определение истинной плотности
Определение истинной плотности в пикнометре
Подготовка образцов
Пикнометр (рис. 1) представляет собой колбочку, специально приспособленную для строгого контроля в ней уровня жидкости. Объём пикнометра установлен заранее при определённой температуре (например, 20
°С) и ограничивается на его горлышке круговой чертой. Рекомендуются к
использованию пикнометры объёмом 50–100 мл. С целью максимального
уменьшения влияния пористости на значение плотности пробу подвергают
измельчению до полного прохождения (по ГОСТ 6427-75) через сито с
сеткой № 0,125. Приготовленный порошкообразный материал высушивают в термостате до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным хлористым кальцием.
Рис. 1. Пикнометр
Проведение испытаний
От пробы, подготовленной ранее, берут навеску массой около 10 г,
высыпают её в чистый, предварительно высушенный и взвешенный пикнометр и вновь взвешивают. Затем в пикнометр наливают воду (или
инертную жидкость) в таком количестве, чтобы пикнометр был заполнен
не более чем на половину своего объёма.
Для удаления воздуха из навески материала пикнометр с содержимым выдерживают под вакуумом в эксикаторе до прекращения выделения пузырьков.
27
Удаление воздуха можно производить также путём кипячения пик-
21
2 2 4 3
()
,
( ) ( )
с
m m p
p
m m m m
(3)
№
п/п
Материал
m
1,
г
m2, г
m3, г
m4, г
p
ж,
г/см
3
p,
г/см3
pс, г/см3
нометра с навеской и небольшим количеством жидкости (приблизительно
1/3 от объёма пикнометра) в слегка наклонном состоянии на песчаной или
водяной бане в течение 15–20 мин. Следует также удалить воздух из жидкости, которой будет дополнен пикнометр, одним из указанных способов.
После удаления воздуха пикнометр заполняют жидкостью до отметки и помещают в термостат с температурой 20 ± 0,5 °С, в котором выдерживают в течение 15 мин. При отсутствии термостата используют водяную
ванну с постоянной температурой 20 ± 0,5 °С.
Уровень жидкости в пикнометре доводят до метки по нижнему мениску.
После этого немедленно производят взвешивание пикнометра.
Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, заполняют водой (или инертной жидкостью), выдерживают в термостате так же,
как с навеской, доводят жидкостью до постоянного уровня, как указано
выше, и снова взвешивают.
Истинную плотность материала р в г/см3 вычисляют по формуле:
где m1 – масса пустого пикнометра, г; m2 – масса пикнометра с навеской, г;
m3 – масса пикнометра с навеской и водой или инертной жидкостью, г; m4 –
масса пикнометра с водой или инертной жидкостью, г; рж – плотность воды
(равная единице) или другой инертной жидкости, применяемой вместо воды.
Истинную плотность материала определяют параллельно для двух
навесок с погрешностью не более 0,01 г/см3 (таблица 3) и вычисляют как
среднее арифметическое этих определений.
Таблица 3
Истинная плотность материалов
Определение истинной плотности материалов
в приборе ЛЕ-ШАТЕЛЬЕ-КАНДЛО
Подготовка образцов
Для получения материалов в абсолютно плотном состоянии его измельчают и просеивают через сито № 02 (размер ячейки в свету 0,2 мм).
Измельченный материал высушивают в сушильном шкафу при температуре 105 °С до постоянной массы.
Проведение испытания
Объёмомер Ле-Шателье-Канддо (рис. 2) заполняют до нижней черты
жидкостью, инертной по отношению к материалу (водой, безводным керосином или спиртом). Избыток жидкости удаляют с помощью фильтрованной бумаги, свёрнутой в трубку, или жгут.
28
,
a
m
p
V
(4)
№
п/п
Материал
Масса
порошка
m1, г
Остаток
порошка
послеопыта
m2, г
Масса
порошка в
объемомере
m, г
Объем
порошка в
объемомере
V, см
3
Истинная
плотность
р, г/см
3
Рис. 2. Объёмомер Ле-Шателье-Кандло
Определив массу фарфоровой чашки как тары, отвешивают в ней
примерно 60 г порошка материала и с помощью совка высыпают в объёмомер малыми порциями, следя за тем, чтобы не образовывались пробки, и
не было никаких потерь.
Порошок высыпают либо весь, либо, пока уровень вытесняемой
жидкости не окажется на градуированном участке шейки прибора. В последнем случае определяют массу не высыпанного порошка.
Дав прибору немного постоять, для удаления вовлечённого при высыпании порошка материала воздуха, снимают с точностью до 0,1 см3 отсчёт объёма вытесненной жидкости по нижнему мениску и вычисляют истинную плотность материала по формуле, г/см3
где р – плотность материала, г/см3; т – масса порошка в объёмомере, г;
Va – абсолютно плотный объём порошка в объемомере, см3 .
Результаты определений плотности материала записываются в таблице 4.
Таблица 4
Результаты испытаний
Определение истинной плотности
горной породы и зерен щебня (гравия)
Подготовка образцов
Для определения истинной плотности горной породы из исходной геологической пробы готовят лабораторную пробу путем дробления горной породы в лабораторной дробилке и дальнейшего рассева продуктов дробления.
Для определения истинной плотности зерен щебня (гравия) отбирают аналитическую пробу размером от 5 до 10мм-1 кг; св. 10 до 20 мм1,5кг; св. 20 до 40 мм – 2,5 кг; св. 40 до 70 мм – 5 кг.
При использовании кусков камня неправильной формы или зерен
29
щебня (гравия) их очищают металлической щеткой от пыли, измельчают
12
,
d
mp
p
m m m
(5)
1 1 2 2
12
.....
,
....
ii
i
х а х а х а
Х
а а а
(6)
на лабораторной дробилке до крупности менее 5 мм, после чего перемешивают и сокращают пробу примерно до 150 г. Полученную пробу вновь
измельчают до крупности менее 1,25 мм, после чего перемешивают и сокращают до 30 г. Подготовленную пробу измельчают до порошкообразного состояния (размер зерен менее 0,125 мм) в чугунной или фарфоровой
ступке, насыпают в стаканчик для взвешивания или фарфоровую чашку,
высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры
в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным
хлоридом кальция, после чего отвешивают две навески массой 10 г каждая.
Порядок проведения испытания
Каждую навеску всыпают в чистый сухой пикнометр и наливают дистиллированную воду комнатной температуры в таком количестве, чтобы
пикнометр был заполнен не более чем на половину своего объема. Пикнометр, в слегка наклонном положении, ставят на песчаную или водяную баню и кипятят его содержимое в течение 15–20 мин для удаления пузырьков
воздуха (пузырьки воздуха могут быть удалены путем выдерживания пикнометра под вакуумом в эксикаторе). После удаления воздуха пикнометр
обтирают, охлаждают до комнатной температуры, доливают до метки дистиллированную воду и взвешивают. Затем пикнометр освобождают от содержимого, промывают, наполняют до метки дистиллированной водой
комнатной температуры и взвешивают.
Обработка результатов испытания
Истинную плотность р, г/см3, определяют по формуле:
где: т – масса навески порошка, высушенного до постоянной массы, г; рв –
плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; т1 – масса пикнометра с дистиллированной водой, г; m2 – масса пикнометра с навеской и дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г.
Расхождение между результатами двух определений не должно быть
более 0,02 г/см3.
В случае больших расхождений производят третье определение и
принимают для расчета два ближайших значения.
За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.
В случае необходимости определения истинной плотности щебня (гравия), состоящего из смеси фракций, ее значение определяют, испытывая отдельно каждую фракцию и определяя средневзвешенное значение Х определяемого показателя в соответствии с содержанием фракции в смеси по формуле:
где х1, х2–хi – значения определяемого показателя; а1, а2 …аi – содержание
данной фракции, %;
Вывод.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]