Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Технология бетона и железобетона. Лабораторный практикум
.pdf
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Ка ф е д р а «Производство строительных материалов,
изделий и конструкций»
ТЕХНОЛОГИЯ БЕТОНА
И ЖЕЛЕЗОБЕТОНА
Лабораторный практикум
Самара
Самарский государственный технический университет
2021
Печатается по решению методического совета строительно-технологиче-
ского факультета СамГТУ (протокол № 7 от 16.03.2021 г.).
УДК 691.32(076.5)
ББК 38.626:38.53я73
Ч-60
Чикноворьян А.Г.
Технология бетона и железобетона: лабораторный практикум / А. Г. Чи к-
новорьян, С.А. Мизюряев, Р.В. Де ми до в, М.С. Балабанов. – Самара: Самар. гос.
техн. ун-т, 2021. – 50 с.
Содержит сведения о стандартных методах испытания мелких и крупных заполнителей для бетона, оценку влияния их качества на свойства бетона,
а также рассматриваются методы подбора тяжелого и легкого бетона. Приводятся способы оценки влияния различных технологических факторов на свойства
бетонных смесей и затвердевшего бетона. Изложены методики исследования
свойств бетонных и железобетонных изделий конструкций. Предназначено для
студентов, обучающихся по направлению 08.03.00 «Строительство», профиль:
«Производство и применение строительных материалов, изделий и конструкций» (и для других направлений данного профиля).
Рецензент: д-р техн. наук, профессор Н.Г. Чумаченко
УДК 691.32(076.5)
ББК 38.626:38.53я73
Ч-60
© А.Г. Чикноворьян, С.А. Мизюряев,
Р.В. Демидов, М.С. Балабанов, 2021
© Самарский государственный
технический университет, 2021
ВВЕДЕНИЕ
Развитие строительной индустрии привело к появлению большого
количества строительных материалов, которые выпускают не только
большие предприятия, но и маленькие частные фирмы. В результате
этого на рынке появилось большое количество материалов, которые
не отвечают требованиям ГОСТов. Данная работа позволяет не только обучить студентов специальности «Производство строительных
материалов, изделий и конструкций» основам работы с различными
материалами и подбору состава различных бетонных смесей, но и позволяет научить студентов других специальностей основам проектирования и оценки бетонов, а также определению основных параметров
строительных материалов.
3
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА
Цель работы: определить основные характеристики крупного
заполнителя для бетона.
Инструменты и оборудование:
1. Определение плотности зерен: гидростатические весы, контейнер, сито с отверстиями диаметром 5 мм, сосуд с водой, мерный
сосуд.
2. Определение водопоглощения: стакан объемом 200 см3.
3. Определение содержания зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы: передвижной шаблон или штангенциркуль.
4. Определение прочности крупного заполнителя: стальной цилиндр, стандартный набор сит.
Известно, что вид заполнителя, применяемого в бетоне, зависит
от требуемых свойств конечного продукта, при подборе и изготовлении бетонных смесей учитываются такие их свойства, как: плотность (насыпная, истинная, средняя), прочность, зерновой состав
и многие другие. Именно на определение этих свойств, крупного заполнителя, для легких (ГОСТ 9758) и тяжелых (ГОСТ 8267) бетонов
и направлена данная лабораторная работа. Методики определения
параметров крупного заполнителя в зависимости от его вида могут отличаться. Так, для приготовления легких бетонов применяют
пористые неорганические заполнители, которые подразделяются на
естественные (вулканического и осадочного происхождения) и искусственные.
К природным пористым заполнителям вулканического происхождения относят щебень и песок из пемзы, вулканического шлака и вулканического туфа.
К заполнителям осадочного происхождения относят щебень и песок из карбонатных пород (известняки, доломиты, известняки-ракушечники, известняки туфы) или щебень и песок из кремнеземистых
пород опока, трепел, диатомиты.
Пористые заполнители различают по формуле и характеру поверхности.
4
По крупности зерен пористые заполнители разделяют на фракции:
m
×ρ
m m
V
−
ρ
песок – до 1,2 мм и от 1,2 до 5,0 мм; щебень или гравий – 5–10, 10–20
или 20–40 мм.
Методы испытаний пористых неорганических заполнителей для
легкого бетона устанавливаются ГОСТ 9758. Свойства искусственных
пористых заполнителей регламентированы ГОСТ 9757.
Плотность зерен определяется методом гидростатического взвешивания в специальном контейнере.
Пробу заполнителя объемом 3 дм3 встряхивают на сите с отверстиями диаметром 5 мм для удаления пылевидных частиц и высушивают
при 105–110 оC до постоянной массы. Контейнер взвешивают на воздухе,
а затем в воде на гидростатических весах. В высушенный контейнер высыпают 1 дм3 заполнителя и затем погружают его в сосуд с водой. Через
1 ч контейнер с насыщенным водой заполнителем взвешивают на весах
с приспособлением для гидростатического взвешивания. Затем контейнер вынимают из воды, дают воде стечь и взвешивают на воздухе.
Среднюю плотность зерен крупного заполнителя вычисляют по
формуле
ρ =
з.к
1 в
−
m m
2 3
, г/см3, (1)
где m1 – масса пробы сухого заполнителя, найденная по разности весов
контейнера с высушенной пробой заполнителя и без него при
взвешивании на воздухе, г;
m2 – масса пробы заполнителя, насыщенного водой, вычисленная
по разности весов контейнера с насыщенной пробой заполнителя и без него при взвешивании на воздухе, г;
m3 – масса заполнителя в воде, найденная по разности весов кон-
тейнера с насыщенной пробой заполнителя и без него при
взвешивании в воде, г;
ρв – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
формуле
Заполнитель засыпается в мерный сосуд и взвешивается.
Средняя насыпная плотность заполнителя ρ
2 1
н.к.
=
5
, кг/л , (2)
определяется по
н.к.
где m1 – масса мерного сосуда, кг;
пуст н.к. з.к.
(1 / ) 100V = − ρ ρ ×
1
m m
W
m
−
о з.к.m
W W= ×ρ
m2 – масса мерного сосуда с заполнителем, кг;
V – объем мерного сосуда, дм3.
Объем межзерновых пустот производят расчетным путем по
предварительно установленным плотности зерен и насыпной плотности крупного пористого заполнителя.
Объем межзерновых пустот, в %, вычисляют по формуле
где ρ
– средняя насыпная плотность заполнителя, кг/м3;
н.к.
ρ
– средняя плотность зерен заполнителя, кг/м3.
з.к.
, (3)
Для вычисления водопоглощения в стакан объемом 200 см3 помещают 5–6 шт. предварительно взвешенных гранул, заливают водой
так, чтобы уровень воды был выше верха гранул не менее чем на
2 см. Сверху на гранулы укладывают груз. Далее гранулы выдерживают в течение 1 ч, а затем их вынимают из воды и через 10 мин
взвешивают.
Водопоглощение щебня (гравия) по массе вычисляют по формуле
m
2 1
= ×
100%
, (4)
где m1 – масса сухой пробы заполнителя, г;
m2 – масса пробы заполнителя, насыщенного водой, г.
Объемное водопоглощение можно рассчитать по формуле
где ρ
з.к.
ПЛАСТИНЧАТОЙ (ЛЕЩАДНОЙ) И ИГЛОВАТОЙ ФОРМЫ
Содержание зерен пластинчатой (лещадной) или игловатой формы
определяется в следующей последовательности.
, (5)
– удельный вес гранул (зерен) заполнителя, кг/м3.
СОДЕРЖАНИЕ ЗЕРЕН
6
Аналитическую пробу взвешивают и из нее выбирают зерна, толщина которых меньше длины в три раза и более.
Соотношение размеров зерен определяют при помощи передвижного
шаблона или штангенциркуля. При использовании шаблона измеряемое
зерно вкладывают наибольшим размером между губками, положение шаблона фиксируют стопорным винтом и измеряют размер зерна, затем зерно пропускают наименьшим размером между губками шаблона, установленными на расстоянии, в три раза меньшем. Если зерно пройдет между
губками, то его относят к зернам пластинчатой или игловатой формы.
Зерна пластинчатой и игловатой форм взвешивают.
Содержание в каждой фракции щебня (гравия) зерен пластинчатой
(лещадной) и игловатой форм в процентах находится делением массы
зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм на массу аналитической пробы.
Прочность крупного заполнителя находится путем его сдавливания в стандартном стальном цилиндре.
Основные параметры, принятые при испытаниях: диаметр цилиндра – 150 мм, глубина погружения пуансона – 20 см; высота слоя заполнителя – 100 мм.
Прочность крупного заполнителя при сдавливании в цилиндре R
сж
определяется путем деления нагрузки при погружении пуансона до
верхней риски на площадь поперечного сечения цилиндра.
Зерновой состав определяется путем рассева пробы заполнителя
объемом 2–20 дм3 (в зависимости от максимальной крупности заполнителя) через стандартный набор сит.
Далее определяют частные и полные остатки на ситах в процентах.
Зерновой состав просеянной пробы по насыпной плотности определяют, разделив полученные значения частных остатков по массе на
каждом сите на соответствующие значения средних плотностей отдельных фракций заполнителя. Разделив величину частных остатков
на значение их насыпной плотности, получают зерновой состав по абсолютному объему для пористого заполнителя.
Результаты ситового анализа выражают кривыми просеивания,
которые строят отдельно для песка и крупных заполнителей, откладывая по оси абсцисс размеры отверстий в миллиметрах, а по оси ординат – полные остатки на ситах в процентах по массе и объему [1].
7
Контрольные вопросы
1. Что относят к природным пористым заполнителям?
2. Каким методом определяется плотность зерен?
3. На какие фракции по крупности зерен разделяют пористые заполнители?
4. По какой формуле рассчитывается объёмное водопоглощение?
5. В каких единицах измеряется средняя насыпная плотность заполнителя?
Лабораторная работа № 2
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНА
Цель работы: определить основные характеристики мелкого
заполнителя для бетона.
Инструменты и оборудование: цилиндрическое ведро, сосуд для
отмучивания.
Содержание пылевидных (в т.ч. и глинистых частиц) определяется следующим образом. Навеску песка помещают в цилиндрическое
ведро и заливают водой так, чтобы высота слоя воды над песком была
около 200 мм. Залитый водой песок выдерживают в течение 2 ч, перемешивая его несколько раз, и тщательно отмывают от приставших
к зернам глинистых частиц.
После этого содержимое ведра снова энергично перемешивают
и оставляют в покое на 2 мин. Через 2 мин сливают сифоном полученную при промывке суспензию, оставляя слой ее над песком высотой не менее 30 мм. Затем песок снова заливают водой до указанного выше уровня. Промывку песка в указанной последовательности
повторяют до тех пор, пока вода после промывки будет оставаться
прозрачной.
При использовании сосуда для отмучивания испытание проводят
в той же последовательности. При этом воду в сосуд наливают до верхнего сливного отверстия, а суспензию сливают через два нижних отверстия.
После отмучивания промытую навеску высушивают до постоянной массы m1.
8
Количество пылевидных и глинистых частиц в песке, определен-
m m
m
−
ных методом «отмучивания», находится по зависимости:
П 100
= ×
отм
1
, (6)
где m – масса высушенной навески до отмучивания, г;
m1 – масса высушенной навески после отмучивания, г.
Предельное содержание пылевидных и глинистых частиц приведено в табл. 1.
Предельное содержание пылевидных и глинистых частиц
Содержание пылевидных и глинистых частиц,
Класс песка
Природный песок
Крупный не допускается
Средний до 3
Мелкий
Очень мелкий
в процентах по массе
Песок, полученный
из отсевов дробления
до 10
до 5
Таблица 1
Содержание посторонних (вредных) примесей. Допустимое содержа-
ние пород и минералов, относимых к вредным компонентам и примесям,
в песке, используемом в качестве заполнителя для бетонов и растворов, не
должно превышать значений, указанных в соответствующих стандартах.
Использование песка, не отвечающего требованиям действующих
стандартов, допускается только после получения положительных результатов испытаний песка в бетоне или растворе на характеристики
долговечности [1].
Допустимое содержание цеолита, графита, горючих сланцев устанавливают на основе исследований влияния песка на долговечность
бетона или раствора.
Контрольные вопросы
1. В течение какого времени выдерживают песок в воде?
2. Каким методом определяют количество пылевидных и глинистых частиц
в песке?
9
3. В чем заключается отличие методов при использовании сосуда для отмучивания?
4. Что такое П
5. В каких единицах измеряется количество пылевидных и глинистых частиц?
отм.
?
Лабораторная работа № 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ БЕТОННОЙ СМЕСИ
Цель работы: определить основные свойства бетонной смеси.
Инструменты и оборудование: стан д а р т ные ф о рм ы , кон ус Абрам-
са, линейка, весы, мерный цилиндр, виброплощадка.
Основными характеристиками бетонной смеси являются:
- удобоукладываемость, которая характеризуется способно-
стью смеси укладываться в форму, при этом обеспечивается
получение бетона максимальной плотности. Определяется подвижностью или жесткостью по ГОСТ 10181.1;
- плотность – зависит от плотности исходных материалов и в первую очередь от насыпной плотности крупного заполнителя, соотношения между расходами цемента и заполнителей, а также от
эффективности принятого способа уплотнения бетонной смеси.
- объем вовлеченного воздуха, который определяют в бетонах на
плотных и пористых заполнителях, объем межзерновых пустот – в бетонах на пористых заполнителях и в бетонах с наличием крупных пор;
- расслаиваемость смеси – характеризует неоднородность структуры бетонной смеси и оценивается (по показателям: раствороотделение и водоотделение).
Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии (в процессе виброуплотнения),
определяют путем сопоставления содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного
образца-куба с размерами грани 200 мм.
Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность
в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение 1,5 ч.
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]