- •Министерство образования и науки Республики Казахстан
- •Введение
- •Глоссарий «Строительные материалы»
- •2 Краткий курс лекций
- •2.1 Введение. Классификация строительных материалов. Строение и основные свойства строительных материалов Введение
- •Классификация строительных материалов Строительные материалы классифицируются по различным признакам.
- •Требования предъявляемые к строительным материалам
- •Физические свойства
- •Гидрофизические свойства материалов
- •Теплофизические свойства материалов
- •Физические свойства технологического характера.
- •Комплексные свойства материалов.
- •Эстетические свойства.
- •2.2 Природные каменные материалы и сырье для производства строительных материалов из горных пород
- •Изверженные породы. Глубинные породы применяемые в строительстве - гранит, сиенит, диорит, габбро.
- •Осадочные породы. Осадочные породы - являются основанием и средой для различных сооружений и доступны в качестве строительного материала.
- •2.3 Материалы, получаемые термической обработкой минерального сырья.
- •2.3.1 Керамические изделия
- •Подготовку сырья: – обогащение, дробление и выделение примесей;
- •Классификация керамических изделий по назначению.
- •Основы производства стекла.
- •Способы формования стеклянных изделий
- •Классификация стеклянных материалов.
- •Защита металлов в условиях пожара. Незащищенные стальные конструкции используют при до t° - 600 °с. Для повышения предела огнестойкости металлических конструкций их покрывают:
- •3.4.1 Воздушные вяжущие вещества
- •Гипсовые и гипсобетонные материалы и изделия
- •Известь воздушная. Сырье и принципы производства
- •2.4.2 Гидравлические вяжущие вещества
- •Принципы производства цемента
- •Основные свойства материалов на основе цементов
- •2.5 Строительные материалы на основе неорганических вяжущих веществ
- •2.5.1 Бетоны. Тяжелые бетоны. Легкие бетоны
- •Тяжелые бетоны
- •Легкие бетоны
- •2.5.2 Силикатные материалы и изделия. Асбестоцементные изделия Силикатные материалы и изделия
- •Асбестоцементные изделия
- •2.5.3 Строительные растворы и сухие строительные смеси
- •Заполнители в качестве мелкого заполнителя для приготовления строительных растворов применяют следующие материалы:
- •2.6 Строительные материалы на основе органического сырья
- •Сортамент лесных материалов.
- •Свойства древесины.
- •2.6.2 Полимерные материалы
- •Номенклатура материалов и изделий из полимеров.
- •2.7 Строительные материалы специального назначения
- •2.7.1 Кровельные, гидроизоляционные и герметизирующие материалы.
- •Гидроизоляционные материалы
- •Герметизирующие материалы
- •2.7.2 Теплоизоляционные и акустические материалы
- •2.7.3 Отделочные материалы Классификация отделочных материалов.
- •2.8 Композитные материалы
- •Преимущества композиционных материалов
- •Понятие о кристаллических и амфорных телах. Понятие о твердости, износостойкости их размерность.
- •Ход работы:
- •1.1 Определение плотности.
- •1.2 Определение плотности на образцах неправильной формы
- •Плотность вычисляют по той же формуле
- •Объем образца определяют из выражения
- •1.3 Определение плотности (насыпной) сыпучих материалов
- •1.4 Определение удельной массы
- •1.5 Определение весового и объемного водопоглощения
- •1.6 Определение пористости и пустотности материала
- •1.7 Определение морозостойкости строительных материалов
- •2.1 Изучение свойств породообразующих минералов
- •2.2 Основные определения и понятия
- •3.3 Определение марки кирпича
- •Предел прочности при изгибе считают по формуле
- •Значение относительного удлинения, б, %, вычисляют по формуле
- •6.I Определение тонкости помола гипса
- •6.3 Определение сроков схватывания гипсового теста
- •6.4 Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов из гипса
- •7. 1 Определение содержания в извести активных СаО и MgО
- •7.2 Определение содержания в извести непогасившихся зерен
- •7.3 Определение температуры и скорости гашения извести
- •Результаты испытания записывают в таблицу
- •Определение сроков схватывания цементного теста (гост 310.3-76)
- •Определение равномерности изменения объема цемента (гост 310.3-76)
- •9.2 Определениезернового состава щебня (гравия)
- •9.3 Определение прочности щебня (гравия)
- •10.1 Материалы рекомендуемые для бетона
- •Назначение марки цемента в зависимости от класса бетона
- •10.2 Подбор состава бетона по первому способу
- •10.3 Экспериментальная проверка и корректировка состава бетона
- •10.4 Производственный состав бетона и расчет материалов на замес бетономешалки
- •10.5 Подбор состава бетона с химическими добавками
- •10.5 Подбор состава бетона по второму способу выполняют в такой последовательности:
- •10.6 Выполняем расчет ориентировочного состава бетона
- •Пустотность щебня, определенная по формуле , составляет
- •10.7 Вычисляем расход материалов в киллограммах на пробный замес бетона после корректировки содержания материалов
- •Состав бетона можно выразить в виде соотношения:
- •11.1 Определение прочности бетона при сжатии
- •11.2 Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •11.3 Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •11.3 Определение морозостойкости бетона (гост 10060.0-95)
- •12.1 Изучение строения древесины. Работа с каталогами образцов древесины
- •3.12. 2 Определение физических свойств древесины
- •В тангентальном направлении
- •Объемную усушку Voвычисляют с точностью до 0,1 % по формуле
- •12.3 Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон
- •- Для образцов с влажностью меньше предела гигроскопичности
- •Предел прочности образцов пересчитывают на влажность 12 % по формуле
- •13.1 Определение гранулометрического состава
- •13.2 Исследование зависимости коэффициента вспучивания вермикулита от технологических факторов
- •13.3 Подбор оптимальной продолжительности вспучивания
- •14.1 Определение теплостойкости пластических масс по Мартенсу
- •14.2 Определение твердости пластических масс по Бринеллю
- •15.3 Определение маслоемкости.
- •15.4 Определение цвета
- •15.5 Определение вязкости
- •3.15.6 Определение скорости высыхания
- •2 Вопросы для подготовки к Рубежному контролю и экзаМену
- •2.1 Темы и вопросы для подготовки для рубежного контроля
- •2.2 Дополнительные вопросы для подготовки к экзамену
Состав бетона можно выразить в виде соотношения:
при В/Ц=0,592.
2. Определяем расход материалов на замес бетономешалки. Пусть бетономешалка имеет вместимость барабана 0,25 м3. Тогда расход материалов на один замес в килограммах составит:
Цемент |
284·0,25=71 |
Вода |
133·0,25=33,25 |
Песок |
579·0,225=144,75 |
щебень |
1329·0,25=332,25 |
Пример 2. Подобрать состав бетона с пластифицирующей добавкой ПАЩ-1 для сокращения расхода цемента (по первому способу). Исходные данные взяты из примера 1.
Расход материалов номинального состава бетона в килограммах после экспериментальной проверки и последующего корректирования, согласно данным примера 1, следующий: цемента- 284, воды- 168, песка-557, щебня-1316.
В бетонах среднеалюминатных портландцементах при их расходе до 300кг/м3 дает возможность уменьшить на 45 расход цемента. Тогда расход материалов в килограммах при постоянном отношении песка к щебню будет следующий:
Цемент |
284-284·0,04=272,64 |
Вода |
168-168·0,04=161,28 |
Песок |
557+18·0,3=562,4 |
щебень |
1329+18·0,7=1328,6 |
Количество добавки ПАЩ-1 в расчете на сухое при расходе цемента до 300кг/м3 составляет 0,1-0,25% от массы цемента. Для определения оптимального количества добавки для пробных замесов примем расход ПАЩ-1 0,1; 0,18 и 0,25%.
При 0,1%- ном расходе количество сухого вещества на 1м3 бетонной смеси, определенного по формуле (14), составит Дсух=(272,64·0,1):100=0,2726кг.
ПАЩ-1 рекомендуется вводить в виде раствора 10%- ной концентрации полностью 1,066 г/см3.
Тогда количество раствора ПАЩ-1 составит:
Недостающее количество воды, за вычетом воды в рабочем растворе добавки составит:
Аналогично определяем расход материалов при введении добавки в количестве 0,18 и 0,25 %. Результаты расчетов сводим в Таблица 3.10.9.
Если прочность бетона получается выше требуемой, уменьшаем расход цемента и опять повторяем весь расчет по вышеприведенной методике, чтобы получить необходимую удобоукладываемости бетонной смеси и прочность бетона
Далее определяем среднюю плотность бетонной смеси и, если она изменилась более чем на 5% , уточняем фактический расход материалов в связи с изменением средней плотности. Для этого необходимо поделить расход материалов на 1 м3 бетонной смеси на ее среднюю плотность без добавки и умножить на значение средней плотности бетонной смеси с добавкой ПАЩ-1.
Таблица 10.9Уточнение состава бетона с добавкой ПАЩ-1
№п/п |
Расход ПАЩ-1. % от массы цемента |
Расход материалов на 1 м3 |
В/Ц |
Уменьшение расхода | |||||||
цемент ,кг |
песок, кг |
щебень, кг |
вода, кг(л) |
ПАЩ-1. кг сухого вещества |
10%-ный раствор ПАЩ-1, кг(л) |
|
| ||||
1 |
- |
284 |
557 |
1316 |
168 |
- |
- |
0,592 |
- | ||
2 |
0,1 |
272,64 |
562,4 |
1328,6 |
158,67 |
0,2726 |
2,72(2,56) |
0,592 |
4 | ||
3 |
0,18 |
272,64 |
562,4 |
1328,6 |
156,57 |
0,491 |
4,91(4,61) |
0,592 |
4 | ||
4 |
0,25 |
272,64 |
562,4 |
1328,6 |
154,747 |
6,82(6,4) |
0,682 |
0,592 |
4 |
В заключение следует произвести расчет производственного состава бетонной смеси, т.е. с учетом влажности заполнителей, и расчет расхода материалов на замес бетономешалки.
Пример 3. подобрать состав бетона для панелей внутренних стен с комплексной добавкой суперпластификатора С-3 и сульфата натрия СН (второй способ).
Марка бетонной смеси по удобоукладываемости П3 (ОК=12см), класс по прочности при сжатии В15 (Rb=15:0.778=19.28 МПа).
Материалы: портландцемент марки 400 (активность 40 МПа), НГЦТ=26% ; мелкий заполнитель –кварцевый песок с Мкр=1,43; крупный заполнитель – гранитный щебень фракции 5-20 мм.
Насыпная плотность сухих материалов: цемента ρн.ц=1100 кг/м3, песка ρнп=1500кг/м3, щебня ρн.щ=1320 кг/м3. Истинная плотность материалов: ρц=3100кг/м3, ρп=2500кг/м3, щебня ρщ=2600кг/м3.
Ранее установлено оптимальное количество добавок в бетон в процентах от расхода цемента: С-3-0,3%, СН-1%. Плотность растворов добавок 10%-ной концентрации: ρс-з=1045 кг/м3, ρсн=1092 кг/м3.
Осуществляем расчет ориентировочного состава бетона.
Определяем ориентировочный расход воды по Таблице 3.10.4 :
В=225кг, К1=0,85; В1=2250,85=191 кг.
Определяем В/Ц по прочности на сжатие при условии К2=1,15.
Определяем расход цемента по формуле :
Ц=191:0,792=241 кг
Определяем расход химических добавок сухого вещества и раствора 10%-ной концентрации по формулам:
Дсух.С-З=(241·0,3)/100=0,723 кг
Дсух.сп=(241·1)/100=2,41 кг
Дρ.С-З=(241·0,3)/10=7,23 кг
Дρ.С-З=(241·0,3)/10·1,045=6,92 кг
Дρ.СН=241·1,0/10=24,1 кг
Дρ.СН=241·1,0/10·1,045=23,06 кг
Определяем недостающий расход воды, за вычетом ее в рабочем растворе добавок, по формуле:
В=191-[6,92·1,045·(1-0,01·10)+23,06·1,092(1-0,01·10)]≈162 кг
Определяем расход щебня по формуле (4):
Определяем расход песка по формуле :
В результате приведенных расчетов получим следующий ориентировочный номинальный состав бетона на 1м3, кг:
Цемент |
241 |
Общее количество воды |
191 |
Вода за вычетом воды в растворах добавок |
162 |
С-З в виде раствора 10%-ной концентрации |
7,23(6,92л) |
СН в виде раствора 10%-ной концентрации |
24,1(23,06л) |
Щебень |
1112 |
Песок |
759 |
Итого |
2305 |
Затем по общепринятой методике выполняем экспериментальную проверку и корректирование состава бетона по удобоукладываемости и прочности. Уточняем расход материала при изменении средней плотности бетонной смеси более чем на 5%. Затем определяем расход материалов производственного состава и на замес бетономешалки.
Контрольные вопросы:
Что представляет собой бетон?
Изложите последовательность подбора состава бетона.
Приведите состав бетона марки Rб =30МПа.
Назовите приборы, при помощи которых определяют прочность бетона.
5. Каким образом определяется подвижность бетона?
Лабораторная работа №11
Определение предварительного состава тяжелого бетона
Цель: Определение удобоукладываемости бетонной смеси, корректировка состава, определение расхода материалов, коэффициент выхода бетона, определение марки бетона (ГОСТ 10180-90).
Прочность бетона характеризуется классом или маркой. Класс бетона представляет собой гарантированную прочность бетона в МПа с обеспеченностью 0,95. Маркой называется нормируемое значение средней прочности бетона (МПа×10).
Класс и марку определяют чаще всего в возрасте 28 сут., хотя в зависимости от времени нагружения конструкций могут и в другом возрасте. Классы назначают при проектировании конструкций с учетом требований стандарта СЭВ 1406-78, марки- без учета требований этого стандарта.