1. Приготовление пробного замеса и определение подвижности растворной смеси

Прибор для определения подвижности растворной смеси (рис.4.1) состоит из штатива, на стойке 6 которого закреплены держатели 7. На конце нижнего держателя имеется зажимный винт 3, удерживающий скользящий стержень 5 конуса 2. К держателям прикреплена шкала с делениями 4, по которой отсчитывают глубину погружения конуса в растворную смесь. Масса конуса со стержнем 5 и балластом должна быть 300 г, высота конуса 145 мм, диаметр основания 75 мм. Сосуд 1 для растворной смеси изготовлен из листовой стали в виде усеченного конуса.

Для приготовления пробного замеса отвешивают компоненты растворной смеси согласно выполненному расчету. Песок высыпают на противень, к нему добавляют цемент и тщательно перемешивают вручную мастерком в течение 5 мин, затем вводят известковое (или глиняное тесто) и снова перемешивают. После этого до­бавляют воду и окончательно перемешивают смесь в течение 3-5 ми­нут.

Подвижность растворной смеси определяют по погружению стан­дартного конуса согласно методике, приведенной ниже. В тех случаях, когда фактическое погружение конуса отличается от заданного, то состав раствора корректируют. Если погружение конуса оказалось большим, чем заданное, добавляют песок в количестве 5 ─ 10 % его расхода на опытный замес. Если погружение конуса оказалось мень­ше заданного, добавляют воду в количестве 5 ─ 10 % ее расхода на опытный замес. После этого смесь перемешивают 5 мин и вновь определяют ее подвижность. Пробный замес корректируют до тех пор, пока подвижность растворной смеси не станет соответствовать заданной.

Для определения подвижности раствора сосуд 1 наполняют смесью примерно на 1 см ниже его краев. Уложенный раствор штыкуют 25 раз стержнем диаметром 10-12 мм и встряхивают 5-6 раз легким постукиванием сосуда о стол. Острие конуса приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в сосуде и закрепляют в таком положении зажимным винтом 3, отмечая при этом положение стрелки на шкале. Затем поворачивают зажимный винт, предоставляя конусу свободно погружаться в раствор, и по окончании погружения конуса записывают второй отсчет по шкале. Глубину погружения конуса в раствор в сантиметрах определяют как разность между вторым и первым отсчетами. Значение подвижности раствора в сантиметрах вычисляют как среднее арифметическое результатов двух испытаний. Разница в показателях частных испытаний не должна превышать 20 мм. Если разница окажется больше 20 мм, то испытания следует повторить на новой пробе растворной смеси.

Результаты опытов заносят в табл.4.2.

Таблица 4.2. Результаты определения подвижности растворной смеси

Марка и вид раствора, изготовляемого из смеси	Результаты частных испытаний, см	Среднеарифметический результат, см

2. Определение прочности раствора

После приготовления пробного замеса и определения подвижности растворной смеси, а также корректирования ее состава в случае необходимости, из растворной смеси требуемой подвижности изготавливают контрольные образцы – кубы размером 70,7x70,7x70,7 мм, по методике, приведенной ниже.

При испытании растворной смеси подвижностью 5 см и более об­разцы - кубы изготовляют в металлических формах без поддонов, уста­новленных на кирпич (рис.4.2), а растворных смесей подвижностью менее 5 см ─ в обычных формах с поддонами.

Из растворных смесей подвижностью 5 см и более образцы-кубы изготовляют следующим образом: трехгнездовую металлическую форму без поддона предварительно смазывают машинным маслом и устанавли­вают на кирпич, поверхность которого покрыта мокрой газетной бума­гой. Кирпич применяют глиняный обыкновенный влажностью не более 2% и водопоглощением 10-15% по массе. Все три отделения формы заполняют растворной смесью за один прием с некоторым избытком, затем уплот­няют ее в каждом отделении формы путем штыкования 25 раз от центра к краям стальным стержнем ди­аметром 10-12 мм. Избыток растворной смеси срезают смоченным в во­де ножом вровень с краями формы и заглаживают поверхность. Повтор­ное использование кирпича в качестве отсасывающего воду основания не допускается.

При изготовлении образцов-кубов из растворных смесей подвижностью менее 5 см в летних условиях собранную и смазанную металлическую форму заполняют растворной смесью в два слоя высотой примерно по 4 см. Уплотнение слоев смеси в каждом отделении формы произ­водят двенадцатью нажимами шпателя: шестью нажимами ─ вдоль одной стороны и шестью ─ в перпендикулярном направлении. Избыток растворной смеси срезают смоченным в воде ножом вровень с краями формы и заглажива­ют поверхность.

Образцы, изготовленные из растворных смесей на гидравлических вяжущих веществах, выдерживают в формах в камере нормального хра­нения при температуре (20±2)С и относительной влажности воздуха 95-100%, а изготовленные на воздушных вяжущих веществах — в помещении при температуре (20±2)С и относительной влажности воздуха (65±10)%. Время выдерживания образцов в формах ─ (24±2) ч, затем их извлекают из форм и каждый образец нумеруют на верхней грани несмываемой краской. Образцы, изготовленные из медленно твердеющих растворных смесей, можно освобождать из форм в возрасте 2-3 суток.

После извлечения из форм образцы хранят при температуре (20±2)°С, соблюдая следующие условия: 1) образцы, изготовленные из раствор­ных смесей на гидравлических вяжущих, в течение первых трех суток следует хранить в камере нормального хранения при относительной влажнос­ти воздуха 95-100%, а время, оставшееся до испытаний, ─ в помещении при относительной влажности воздуха (65±10)% (из растворов, твер­деющих на воздухе) или в воде (из растворов, твердеющих во влажной среде); 2) образцы, изготовленные из растворных смесей на воздушных вяжущих, следует хранить в помещении с относительной влажностью воздуха (6510)%.

Образцы, хранившиеся в помещении, перед испытанием очищают волосяной щеткой от песчинок и пыли, а хранившиеся в воде ─ извлекают из нее не ранее чем за 10 мин до испытания и вытирают влажной тканью. Каждый образец перед испытанием осматривают, взвешивают с погрешностью до 0,1% и измеряют штангенциркулем с погрешностью до 0,1 мм.

При испытании необходимо следить, чтобы плоскости пресса, соприкасающиеся с испытуемым образцом, были очищены. Испытуемый образец устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса по центру его оси так, чтобы основанием служили грани, соприкасающиеся со стенками формы при изготовлении образцов.

При испытании образцов на сжатие величина разрушающей нагрузки должна укладываться на выбранной шкале в границах от 20 до 80% максимального усилия, соответствующего выбранному диапазону. Во время испытания нагрузка на образец должна возрастать непрерывно с постоянной скоростью в диапазоне (0,6±0,4) МПа в секунду до его разрушения. Достигнутое в процессе испытания максимальное усилие принимают за разрушающую нагрузку. Предел прочности при сжатии для каждого образца вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки (Н) на рабочую площадь образца (мм²). За конечный результат принимают среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов-кубов.

В результате испытания контрольных образцов в возрасте 28 суток определяют марку раствора и со­ответствие ее запроектированной.

По условиям организации учебного процесса образцы можно испы­тывать и в другие сроки ─ через 7 или 14 суток. Для приведения полу­ченных при этом результатов к их марочной 28-суточной прочности следует пользоваться следующими данными:

Возраст образцов, сут 3 7 14 28 60 90

Прочность раствора, % 33 55 80 100 120 130

Приведенные выше данные относятся к растворам, приготовленным на портландцементе, шлакопортландцементе или пуццолановом портландцементе.

Результаты опытов заносят в табл.4.3.

Таблица 4.3. Результаты определения предела прочности на сжатие образцов раствора

Дата

Марка раствора по паспорту

Подвижность смеси, см

Размер образца, см

Возраст, сут

Рабочая площадь, см2

Масса образца, г

Показания манометра, кН (кгс)

Разрушающая нагрузка, кН/(кгс)

Прочность отдельного образца, МПа(кгс/см2)

Средняя прочность в серии, МПа(кгс/см2)

Температура хранения образцов, С

отбора пробы

испы- тания

По рекомендациям ГОСТ определение предела прочности раствора можно выполнять испытанием на изгиб и сжатие образцов-балочек размером 40х40х160 мм. Предел прочности раствора при изгибе вычисляют как среднее арифметическое результатов испытания трех образцов-балочек. Предел прочности при сжатии ─ как среднее арифметическое результатов испытаний шести половинок балочек, полученных после испытания на изгиб.

Контрольные вопросы

1. Какие бывают растворы и какими технологическими особенностями они обладают?

2. Как зависит марка растворной смеси по подвижности от назначения смеси?

3. Какие бывают марки кладочного раствора по прочности и морозостойкости?

4. Как определяется состав кладочного раствора?

5. Как определяется подвижность растворной смеси?

6. Как определятся марка раствора по прочности?

Практическая работа №7

Подбор состава строительного кладочного раствора

Состав кладочного раствора, как правило, определяют по справочным таблицам. В качестве примера в таблице 4.4 приведены составы некоторых кладочных растворов.

Для растворов, указанных в таблице 4.4, принято, что цементы имеют насыпную плотность 1100 кг/м³. Если насыпная плотность име­ющегося цемента отличается от вышеуказанного значения более чем на 10%, то состав раствора необходимо пересчитать. Песок принят в рыхлонасыпанном состоянии с естественной влажностью 1-3%. Известь принята II сорта с плотностью теста 1400 кг/м³; при применении извести I сорта количество теста уменьшают на 10%. Глина принята в виде теста с глубиной погружения стандартного конуса 13-14 см.

Таблица 4.4. Составы растворов для каменной кладки

Марки цемента	Состав в объемной дозировке для растворов марок
	100	75	50	25
500 400 300 200 500 400 300 200	Цементно-известковые и цементно-глиняные растворы
	1:0,5:5,5 1:0,4:4,5 1:0,2:3,5 -	1:0,8:7 1:0,5:5,5 1:0,3:4 1:0,1:2,5	- 1:0,9:5,5 1:0,6:6 1:0,3:4	- - 1:1,4:10 1:0,8:7
	Цементные растворы
	1:5,5 1:4,5 1:3 -	1:6 1:5,5 1:4 1:2,5	- - 1:6 1:4	- - - -

Подбор состава строительного кладочного раствора включает расчет предварительного состава и его уточнение на пробном замесе. Предварительный состав кладочного раствора на 1 м³песка рассчитывается в следующем порядке.

1. Расход цемента Q_ц в кг на 1 м³ песка определяется по формуле

, (4.1)

где R_р – прочность (марка) раствора; R_ц – активность цемента, МПа; К – коэффициент (при использовании портландцемента К = 1, при использовании пуццоланового или шлакопортландцемента К = 0,88).

2. Расход цемента по объему V_ц (м³) на 1 м³ песка подсчитывают по формуле

(4.2)

где – насыпная плотность цемента, кг/м³.

3. Расход пластифицирующей добавки в кг на 1 м³ песка определяют по формуле

(4.3)

где 1400 кг/м³ – плотность известкового теста, – объем известкового теста (м³), рассчитываемый по формуле

(4.4)

4. Состав сложного раствора в частях по объему представляется в виде

(4.5)

5. Ориентировочный расход воды В (дм³) на 1 м³ песка определяют по формуле

(4.6)

Расход материалов уточняется по результатам пробного замеса.

6. Определение расхода материалов на опытный замес.

Для опытного замеса растворных смесей с подвижностью до 8 см расчет производится на 2 дм³ песка, а при подвижности более 8 см – на 3 дм³ песка.

Подвижность раствора для опытного замеса определяется исходя из его назначения по таблице 4.5.

При весовом дозировании материалов на пробный замес массу песка (кг) определяют по формуле

, (4.7)

где – объем песка, принятый для изготовления пробного замеса, дм³; – насыпная плотность песка,= 1,5 кг/дм³.

Расход цемента Ц_з (кг) определяют по формуле

. (4.8)

Расход известкового теста на опытный замес

Д_з = Q_д/1000 ^. . (4.9)

Расход воды на опытный замес

В_з = 0,5 · (Ц_з + Д_з). (4.10)

Расход воды уточняют при выполнении опытного замеса путем определения подвижности растворной смеси.

8. Определение расхода материалов на объем растворосмесителя.

Вычисляют суммарный расход по объему сухих составляющих (дм³) в расчете на 1 м³ песка:

 V = 1000 + V_ц + V_д . (4.11)

Вычисляют отношение суммарного расхода по объему сухих составляющих к объему растворосмесителя

 =  V / V_рс , (4.12)

где V_рс – объем растворосмесителя по загрузке, дм³.

Пересчитывают расход каждой из составляющих растворной смеси (дм3) на замес растворосмесителя:

П_рс = 1000 /  ; (4.13)

Ц_рс = V_ц /  ; (4.14)

Д_рс = V_д / ¡. (4.15)

Таблица 4.5. Требуемая подвижность смеси кладочного раствора в зависимости от его назначения

Назначение раствора	Подвижность растворной смеси, см
1	2
Для монтажа стен из крупных бетонных блоков и панелей и для расшивки горизонтальных и вертикальных швов в стенах из панелей и крупных блоков Для растворных смесей, применяемых при подаче растворонасосом Для кладки из обыкновенного кирпича, бетонных камней и камней из легких пород (туф и др.) Для обычной кладки из пустотелого кирпича или керамических камней Для обычной бутовой кладки Для заливки пустот в обычной бутовой кладке Для вибрированной бутовой кладки	5 – 7 14 9 – 13 7 – 8 4 – 6 13 – 15 1 - 3

Примечание. Большие величины погружения конуса принимают при сухих и пористых бетонных и каменных материалах в жаркую погоду, а меньшие – при плотных бетонных и каменных материалах или хорошо смоченных пористых, а также при влажной погоде и при производстве работ в зимних условиях.

Ниже приводится пример расчета состава строительного раствора для оказания помощи в выполнении этих расчетов.

Исходные данные для расчета

Рассчитать состав смешанного строительного раствора марки М 75 (R_р = 7,5 МПа) длярасшивки швов (указать назначение раствора). В качестве вяжущего используетсяпортландцемент(указать вид цемента) с активностью (маркой) 37 МПа (М______), насыпной плотностью= 1100 кг/м³; насыпная плотность песка_п= 1500 кг/м³; минеральная пластифицирующая добавка – известковое тесто плотностьюкг/м³.

Рассчитать расход материалов на замес растворосмесителя объемом _500_ л.

Результаты расчета

Расход цемента в кг на 1 м³ песка

= (75 · 100) / (0,88 · 37) = 230,34 кг.

Так как используется шлакопортландцемент, то К = 0,88.

Расход цемента по объему (м³) на 1 м³ песка

230,34 / 1100 = 0,209  0,21 м³.

Объем известкового теста в м³ на 1 м³ песка

= 0,17 · (1 – 0,002 ·230,34) = 0,092 м³.

Расход пластифицирующей добавки в кг на 1 м³ песка

= 0,092 · 1400 = 128,34 кг.

Состав сложного раствора в частях по объему:

.

Ориентировочный расход воды (л.) на 1 м³ песка

0,5 · (230,34+ 128,34) = 179,34 дм³.

Определение расхода материалов на опытный замес.

Для опытного замеса определяем подвижность раствора, исходя из его назначения. Для расшивки горизонтальных и вертикальных швов кладки рекомендуемая подвижность – 5-7 см. Так как подвижность данной растворной смеси меньше 8 см, то расчет расхода материалов на опытный замес проводим на 2 дм³ песка.

При весовом дозировании материалов на пробный замес массу песка (кг) определяем по формуле

= 2 · 1,5 = 3 кг.

Определяем расход цемента

= 230,34/1000 · 2 = 0,46 кг.

Расход известкового теста на опытный замес

Д_з = Q_д/1000 ^. = 128,34/1000 · 2 = 0,26 кг.

Расход воды на опытный замес

В_з = 0,5 · (Ц_з + Д_з) = 0,5 · (0,46 + 0,26) = 0,36 дм³.

Расход воды уточняем при выполнении опытного замеса.

Определение расхода материалов на объем растворосмесителя.

Вычисляем суммарный расход по объему сухих составляющих в расчете на 1 м³ песка:

 V = V_п + V_ц + V_д = 1000 + 210 + 92 = 1302 дм³.

Отношение суммарного расхода по объему сухих составляющих к объему растворосмесителя

 =  V / V_рс = 1302 / 500 = 2,604 .

Пересчитываем расход каждой из составляющих растворной смеси на замес растворосмесителя:

Расход песка П_рс = 1000 /  = 1000 / 2,604 = 384 дм³.

Расход цемента Ц_рс = V_ц /  = 210 / 2,604 = 81 дм³.

Расход добавки: Д_рс = V_д / ¡ = 92 /2,604 = 35 дм³.

Контрольные задания

Рассчитать состав смешанного строительного раствора. Определить расход материалов на опытный замес. Рассчитать расход материалов на замес растворосмесителя. Исходные данные для расчёта приведены в табл.4.6.

Таблица 4.6. Варианты исходных данных для расчета состава строительного раствора

№ вари-анта	Марка раство-ра, Rр	Актив-ность цемен-та, Rц	Вид цеме-нта	Назначение раствора	Объем смесителя, дм3
1	2	3	4	5	7
1	10	41,5	ПЦ	Для заливки пустот бутовой кладки	500
2 3 4 5 6 7 8	25 50 75 100 75 50 25	43 45 40,5 42 31,5 33 35	ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ	Растворные смеси, применяемые при подаче растворонасосом Для кладки из обычного кирпича Для монтажа бетонных панелей Для расшивки швов Для монтажа стен из крупных блоков Для кладки из пустотелого кирпича Растворные смеси, применяемые при подаче растворонасосом	750 100 375 250 500 250 500
1	2	3	4	5	6
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25	10 25 50 75 100 75 50 25 10 25 50 75 100 75 50 25 10	30,5 43,5 42,5 40 38 34 30 31 32 30 34 37 39 41 47 33,5 32,5	ШПЦ ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ШПЦ ПЦ ПЦ ПЦ ПЦ	Для вибрированной бутовой кладки Для кладки из бетонных камней Для монтажа стен из крупных блоков Для кладки из обычного кирпича Для монтажа бетонных панелей Для кладки из бетонных камней Для кладки из обычного кирпича Растворные смеси, применяемые при подаче растворонасосом Для заливки пустот бутовой кладки Для кладки из бетонных камней Для монтажа стен из крупных блоков Для расшивки швов Для кладки из крупных блоков Для расшивки швов Для кладки из бетонных камней Растворные смеси, применяемые при подаче растворонасосом Для вибрированной бутовой кладки	250 500 375 400 350 500 100 375 250 750 100 500 375 400 250 750 375