3.2.3. Определение содержания в песке органических примесей.

Теоретическая часть.

Наличие в песке органических примесей (гумусовых и др.) оказывает отрицательное воздействие на качество бетона, так как эти примеси вступают в реакцию со щелочами цементного камня с образованием органических кислот и тем самым снижают прочность бетона. Степень загрязненности песка органическими примесями определяют методом калориметрии.

Приборы и материалы.

1. Мерный цилиндр 250 мл.

2. 3%-ный раствор едкого натра (NaOH).

3. Эталон.

4. Песок.

Методика выполнения работы.

1. Для испытания берут навеску песка 250 г. Песок насыпают при легком постукивании в стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3%-ным раствором едкого натра (NaOH) до отметки 200 мл.

2. Содержимое энергично взбалтывают и оставляют на 24 часа в покое и по истечении этого срока сравнивают с цветом эталона. Эталон в свежеприготовленном виде имеет цвет крепкого чая.

3. Жидкость над песком может быть не окрашена или цвет ее светлее. Такой песок будет пригоден для приготовления бетона.

4. В том случае, когда окраска жидкости оказалась незначительно светлее эталона, содержимое мерного цилиндра подогревают в течении 2-3 часов на водяной бане при температуре 60-70 ⁰С и вновь сравнивают цвет жидкости с эталоном. Если цвет жидкости останется светлее эталона, значит, количество органических веществ не превышает допустимого значения.

5. При цвете жидкости темнее эталона необходимо выполнять специальное исследование для установления пригодности песка для приготовления бетона.

Вывод:устанавливается визуально.

Сводная таблица показателей качества исходных материалов

для бетона.

Показатели	Ед. изм.	Качество
		Факт	Требования ГОСТ

4.Расчет ориентировочного состава бетона

на 1 м³.

1. Расчет состава 1 м3 бетонной смеси по методу «абсолютных объемов». Порядок расчета.

Составы бетона для пробных замесов рассчитываются в следующем порядке: вычисляют цементно-водное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расходы крупного и мелкого заполнителей на 1 м³бетонной смеси.

1. Цементно-водное отношение Ц/В вычисляют, исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В <2,5

(4.1)

если при расчете Ц/В окажется > 2,5, то производим перерасчет по формуле для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В>2,5

(4.2)

где R_Б– марка бетона, кгс/см²(МПа);

R_Ц– активность цемента, кгс/см²(МПа);

А и А₁– коэффициенты, учитывающие качество материалов, определяются по табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Значение коэффициента А.

№ п/п	Качество компонентов бетонной Смеси	А	А1=2/3А
1. 2. 3.	Материалы пониженного качества Материалы среднего качества Высококачественные материалы	0,55 0,60 0,65	0,37 0,40 0,43

2. Расход воды (водопотребность, л/м³) ориентировочно определяют, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по таблице № 4.2, которая составлена с учетом крупности зерен заполнителя и его вида, т.е.:

В₀=f[Д_НБ, ОК(Ж), вид крупного зап-ля]

Таблица 4.2

Водопотребность бетонной смеси.

Удобоукладыва- Емость		Водопотребность при Днб, мм
		Гравия				Щебня
Ж, Сек	ОК, См	10	20	40	70	10	20	40	70
>31 30-21 20-11 10-5 - - - -	- - - - 1-4 5-9 10-15 16-20	150 160 165 175 190 200 215 225	135 145 150 160 175 185 205 220	125 130 135 145 160 170 190 205	120 125 130 140 155 165 180 195	160 170 175 185 200 210 225 235	150 160 165 175 190 200 215 230	135 145 150 160 175 185 200 215	130 140 145 155 170 180 190 205

Примечание.

1. Расход воды приведен для бетонной смеси на портландцементе с НГТЦ=26-28 % и на песке с М_кр=2.

2. При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3-5 л, в большую сторону – увеличивается на 3-5 л/м³.

3. При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3-5 л, в большую сторону – уменьшается на то же значение.

4. В случае применения пуццоланового цемента расход воды увеличивается на 10 л.

3.Расход цемента на 1 м³бетона вычисляют по уже известному цементно-водному отношению (Ц/В) и определенной по таблице водопотребности бетонной смеси:

Ц = В ^. ,кг (4.3)

Если расход цемента меньше допустимого по СНиП 82-02-95, то его увеличивают до требуемой нормы в соответствии с таблицей 4.3.

Таблица 4.3

Минимально допустимое содержание цемента

в бетоне.

№ п/п	Тип смеси	Удобоуклады- Ваемость		Минимальный расход цемента при Днбзаполнителя
		ОК	Ж	10	20	40	70
1 2 3 4 5	Особо жесткая Жесткая Малоподвижная Подвижная Литая	0 0 1-3 4-15 15	200 30-200 15-25 - -	160 180 200 220 250	150 160 180 200 220	140 150 160 180 200	130 140 150 160 180

Расход крупного заполнителя (щебня или гравия) определяют, исходя из двух условий:

1. сумма абсолютных объемов всех компонентов бетона равна 1 м³уплотненной смеси, т.е.:

1 м³ = V_Ц + V_В + V_Щ(Г) + V_П(4.4)

где V_Ц, V_В, V_Щ(Г), V_П– абсолютные объемы соответственно цемента, воды, щебня (гравия), песка, м³.

Уравнение 3.4 можно представить в виде суммы объема щебня и объема растворной части бетонной смеси:

1 м³ = V_Р + V_Щ(4.5)

где V_Р=V_Ц+V_В+V_П

2. объем растворной части всегда несколько больше объема пустот щебня, так как необходимо обеспечить определенную подвижность бетонной смеси; отношение объема растворной части бетонной смеси к объему пустот в щебне называется коэффициентом раздвижки зерен ά, т.е.

(4.6)

где V_Р– объем растворной части бетонной смеси, м³;

V_П.Щ.– объем пустот в щебне.

Из совместного решения уравнений 4.5 и 4.6 находим расчетную формулу для определения количества крупного заполнителя:

Из уравнения 3.5 → V_Р= 1 -V_Щ= 1 – Щ(Г) /ρ_Щ(Г)

Из уравнения 3.6 → V_Р=ά^.V_П.Щ = ά ^. V_Щ.Н ^. Пу_Щ = ά ^. Щ(Г)/ρ_НЩ^.Пу_Щ(Г)

1 – Щ(Г) / ρ_Щ(Г)= α^.Щ(Г) / ρ_Щ(Г)^.Пу_Щ(Г) →

(4.7)

Где Пу_Щ(Г) – пустотность крупного заполнителя в рыхлом состоянии;

ρ_{Н Щ(Г)} – насыпная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

ρ_Щ(Г)– истинная плотность крупного заполнителя, кг/м³;

α– коэффициент раздвижки зерен крупного заполнителя. Для подвижных смесей принимается по таблице 4.4, для жестких смесей составляет 1,05 – 1,2.

6. Расход песка находим, пользуясь уравнением 3.4:

П₀ = [1 – (V_Ц + V_Щ + V_В)] ^. ρ_П (4.8)

Таблица 4.4

Величина коэффициента раздвижки зерен

щебня (гравия) в бетоне

№ п/п	Объем цементного теста, л	Значения α для бетона на		Примечание
		щебне	гравии
1 2 3 4 5 6	200 250 300 350 400 450	1,18 1,32 1,42 1,52 1,58 1,63	1,17 1,31 1,44 1,55 1,67 1,77	При промежу-точных значени-ях объема цементного тес-та значение α принимают по интерполяции.

Вывод: Расход материалов на 1 м³бетонной смеси (состав 1), кг:

Щ₀=

П₀=

Ц₀=

В₀=

Сумма всех компонентов равна плотности бетонной смеси, ρ_б.с. = Ц₀+ В₀ + Щ₀(Г) + П₀,

кг/м³.