Solomentsev_materialoved1

приготовления. Расслаиваемость бетонной смеси оценивают показателями раствороотделения и водоотделения.

Раствороотделение бетонной смеси с крупным заполнителем, характеризующее её расслаиваемость при динамическом воздействии, определяют путём сопоставления содержания растворной составляющей в нижней и верхней частях бетонной смеси, уплотнённой в мерном сосуде или форме для изготовления контрольных образцов бетона.

Водоотделение бетонной смеси определяют после её отстаивания в мерном сосуде или форме в течение определённого промежутка времени.

2.15 Определение сохраняемости свойств бетонной смеси заключается в получении и оценке данных об изменении подвижности или жёсткости, объёма вовлечённого воздуха и других показателей свойств бетонной смеси в течение определённого времени.

3 Требования к материалам для бетона, бетонным смесям и бетону

3.1 Требования к заполнителям

3.1.1Для создания плотных смесей с хорошими технологическими свойствами применяют разнозернистый щебень с содержанием зёрен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы не более 35 % по массе, а в щебне для дорожного бетона – 25 %. Предельная крупность щебня (гравия) должна составлять не более 1/4 минимального сечения элемента конструкции и не более наименьшего расстояния между стержнями арматуры. Для бетонирования плит, полов и покрытий допускают наибольшую крупность щебня до 1/2 толщины плиты.

3.1.2Содержание пылевидных и глинистых частиц в щебне из изверженных и метаморфических пород не должно превышать для бетонов всех классов 1 % по массе, в щебне из осадочных пород 2-3 %.

3.1.3Марка щебня из изверженных пород должна быть не ниже 800, щебня из метаморфических пород – не ниже 600 и осадочных – не ниже 300.

61

3.1.4Морозостойкость крупных заполнителей должна быть не ниже нормированной марки бетона по морозостойкости.

3.1.5Пески для бетона применяют крупные, средние и мелкие, природные и из отсевов дробления и их смеси по ГОСТ 8736-93.

3.1.6Наличие в заполнителях вредных примесей ухудшает качество бетона. Ограничивается содержание слюды для мелкого заполнителя до 2 % по массе, для крупного – до 15 % по объёму; содержание гипса для крупного заполнителя до 1,5 % по массе, для мелкого – до 1,0 % по массе и т.д.

3.2В качестве вяжущих материалов следует применять портландцементы

ишлакопортландцементы по ГОСТ 10178-85, сульфатостойкие, пуццолановые

идругие цементы в соответствии с областями их применения для конструкций конкретных видов.

Для бетона дорожных и аэродромных покрытий применяют бездобавочные портландцементы, изготовленные на основе клинкера нормированного ми-

нералогического состава с содержанием С3А ≤ 8 % по массе. В качестве минеральной добавки допускается применение молотого гранулированного шлака в количестве не более 15 %. Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 2ч.

3.3 Вода для затворения бетонной смеси и приготовления растворов химических добавок должна соответствовать требованиям ГОСТ 23732-79.

3.4Для регулирования и улучшения свойств бетонной смеси и бетона, снижения расхода цемента и энергетических затрат применяют химические добавки, перечень которых приведён в приложении В.

3.5Требования к бетонным смесям

3.5.1 Требуемые значения водоцементного отношения и объёма вовлечённого воздуха в бетонных смесях устанавливаются для отдельных видов бетона в зависимости от условий работы конструкций.

62

3.5.2Для дорожных и аэродромных однослойных и верхнего слоя двухслойных покрытий водоцементное отношение в бетонной смеси должно быть не более 0,50, а для нижнего слоя двухслойных покрытий – не более 0,60.

3.5.3Для дорожных и аэродромных покрытий объём вовлечённого воздуха в бетонной смеси должен быть 5-7 % для тяжёлого бетона и 2-7 % для мелкозернистого.

3.6Удельная эффективная активность естественных радионуклидов (А эфф) сырьевых материалов, применяемых для приготовления бетонов, не должна превышать предельных значений в зависимости от области применения бетонов по приложению А ГОСТ 30108-94.

3.7 Бетоны марки по морозостойкости F200 и выше, а также бетоны марки по морозостойкости F100 и выше для дорожных и аэродромных покрытий, гидротехнических сооружений следует изготавливать с обязательным применением воздухововлекающих или газообразующих добавок.

3.8 Бетонные смеси марок по удобоукладываемости П3-П5 для производства сборных железобетонных конструкций и изделий и марок по удобоукладываемости П4 и П5 для монолитных и сборно-монолитных конструкций должны приготавливаться с обязательным применением пластифицирующих добавок.

4 Подбор состава бетона

4.1Исходными данными для подбора состава бетона является проектная марка бетона по прочности Rб и требуемые показатели удобоукладываемости (подвижность или жёсткость) бетонной смеси.

4.2С учётом исходных данных выбирают материалы для бетона и производят определение физико-механических показателей свойств.

4.3Исходные данные для подбора состава, а также характеристики свойств материалов указаны в задании на подбор состава бетона (по форме приложения Д), которое преподаватель составляет индивидуально для каждого

63

студента и раздаёт студентам не менее чем за неделю до проведения лабораторной работы вместе с настоящими методическими указаниями.

4.4 Метод расчёта основан на том, что сумма абсолютных объёмов всех составляющих материалов в бетоне близка к 1000л готовой уплотнённой бетонной смеси:

где Ц - расход цемента в кг; Щ – расход щебня в кг; П - расход песка в кг; В – расход воды в л.

γЦ - истинная плотность цемента, г/см3;

γЩ – истинная плотность щебня, г/см3;

γП – истинная плотность песка, г/см3.

При этом объём растворной части бетонной смеси должен быть больше объёма пустот в щебне на величину коэффициента раздвижки:

где γНЩ – насыпная плотность щебня, г/см3,

VЩ – пустотность щебня в относительных единицах,

α- коэффициент раздвижки зёрен щебня, принимаемый равным 1,45.

4.5Определение расхода материалов на 1м3 бетонной смеси

4.5.1 Определение водоцементного отношения В/Ц производят по фор-

муле:

где RБ – проектная марка бетона по прочности на сжатие,

64

RЦ – активность цемента.

4.5.2 Расход воды в бетонной смеси В определяют по таблице 1 в зависимости от заданной марки бетонной смеси по удобоукладываемости и крупности щебня.

Таблица 1

4.5.3 Расход цемента определяют по формуле:

где α - коэффициент раздвижки зёрен щебня; VЩ - пустотность щебня;

γНЩ - насыпная плотность щебня;

γЩ – истинная плотность щебня по 4.4. 4.5.5 Расход песка определяют по формуле:

65

4.5.6 Теоретическую среднюю плотность бетонной смеси определяют по формуле:

5 Испытания бетонной смеси

5.1 Определение подвижности

5.1.1Для определения подвижности бетонной смеси применяют конус нормальный или увеличенный (приложение Е), линейку стальную, воронку загрузочную, кельму типа КБ, секундомер, гладкий лист размерами не менее 700х700мм из водонепроницаемого материала (металл, пластмасса и т.п.), прямой металлический гладкий стержень диаметром 16мм, длиной 600мм с округлёнными концами.

5.1.2При подготовке конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и увлажнить.

5.1.3Конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью марок П1, П2 или П3 через воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем: в нормальном конусе – 25 раз, в увеличенном – 56 раз. Бетонной смесью марок П4 и П5 конус заполняют в один приём и штыкуют 10 раз.

Конус во время заполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу.

5.1.4После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса, поверхность бетонной смеси заглаживают. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.

66

5.1.5Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней.

Осадку конуса определяют, укладывая гладкий стержень на верх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5см.

Осадку конуса, определённую в увеличенном конусе, приводят к осадке нормального конуса на коэффициент 0,67.

5.1.6Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1,0см, как среднеарифметическое результатов двух определений из одной пробы, от-

личающихся между собой не более чем: на 1см при ОК ≤ 9см “ 2см при ОК = 10-15см

“ 3см при ОК ≥ 16см.

5.1.7Расплыв конуса бетонной смеси РК оценивают по нижнему диаметру лепёшки (в см), образовавшейся в результате расплыва бетонной смеси и определяют измерением металлической линейкой диаметра расплывшейся лепёшки в двух взаимно перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 0,5см.

5.1.8Результаты определений ОК и РК заносят в журнал по форме приложения Ж.

5.2 Определение жёсткости

5.2.1Для определения жёсткости бетонной смеси применяют установку типа Вебе виброплощадку лабораторную с частотой вертикальных колебаний

(2900±100) в мин и амплитудой (0,5±0,05)мм, секундомер, прямой металлический гладкий стержень диаметром 16мм, длиной 600мм с округлёнными концами, воронку загрузочную, кельму типа КБ.

5.2.2 Установку типа Вебе (приложение И) собирают и закрепляют на виброплощадке.

67

5.2.3Заполнение конуса установки бетонной смесью, уплотнение смеси и снятие с отформованной смеси конуса осуществляют в соответствии с 5.1 как для смесей П1-П3.

5.2.4Поворотом штатива 5 диск 8 устанавливают над отформованным конусом бетонной смеси и плавно опускают его до соприкосновения с поверхностью смеси. Затем одновременно включают секундомер и виброплощадку, наблюдая за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Смесь вибрируют до тех пор, пока не начнётся выделение цементного теста из любых двух отверстий диска 8. В этот момент выключают секундомер и вибратор. Измеренное время в секундах характеризует жёсткость бетонной смеси.

5.2.5Результаты определения жёсткости заносят в журнал по форме приложения Ж.

5.3 Определение средней плотности

5.3.1Для определения средней плотности бетонной смеси применяют весы лабораторные, виброплощадку лабораторную, кельму типа КБ, линейку стальную, сосуды металлические цилиндрические, размеры которых принимают в зависимости от наибольшей крупности зёрен фракции заполнителя по таблице 2.

Таблица 2

5.3.2 Перед испытанием мерный сосуд взвешивают с погрешностью не более 1г. Бетонную смесь помещают в сосуд, закрепляют на лабораторной виброплощадке и вибрируют до полного уплотнения, характеризуемого прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием её поверхности, появлением на

68

ней тонкого слоя цементного теста и прекращением выделения пузырьков воздуха.

5.3.3После уплотнения избыток смеси срезают стальной линейкой, поверхность тщательно выравнивают вровень с краями мерного сосуда. Затем сосуд с бетонной смесью взвешивают с погрешностью не более 1г.

5.3.4Среднюю плотность бетонной смеси ρсм, кг/м3, вычисляют по фор-

муле:

где m – масса мерного сосуда с бетонной смесью, г; m1 – масса мерного сосуда без смеси, г;

V – вместимость мерного сосуда, см3.

5.3.5Результаты определения средней плотности бетонной смеси заносят

вжурнал по форме приложения Ж.

6 Испытания контрольных образцов бетона

6.1 Форма, размеры и число образцов

6.1.1 Форма и номинальные размеры образцов в зависимости от метода определения прочности бетона приведены в таблице 3.

Таблица 3

6.1.2 Размеры образцов в зависимости от наибольшей номинальной крупности заполнителя в пробе бетонной смеси приведены в таблице 4.

69

Таблица 4

6.1.3 Образцы изготавливают и испытывают сериями. Число образцов в серии принимают в зависимости от среднего внутрисерийного коэффициента вариации прочности бетона (VS) согласно таблице 5.

Таблица 5

6.2 Отбор проб и изготовление образцов

6.2.1Объём пробы бетонной смеси должен превышать требуемый для изготовления всех серий контрольных образцов не менее чем в 1,2 раза.

6.2.2Перед использованием форм их внутренние поверхности должны быть покрыты тонким слоем смазки, не оставляющей пятен на поверхности образцов и не влияющей на свойства поверхностного слоя бетона.

Укладку и уплотнение бетонной смеси следует производить не позднее чем через 20 мин после отбора пробы.

6.2.3Формы заполняют бетонной смесью слоями высотой не более 100мм. Каждый слой укладывают штыкованием стальным стержнем диаметром 16мм с закруглённым концом. Штыкование выполняют равномерно по спирали от краёв формы к её середине. При подвижности бетонной смеси менее 10см

70