Лабы

Лабораторная работа 6

ИСПЫТАНИЕ СВОЙСТВ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА

Песком называется минеральная смесь зерен крупностью от 0,14 до 5мм, образовав- шаяся в результате естественного разрушения горных пород (природные пески) или их дробления (искусственные пески).

Для приготовления тяжелого бетона в качестве мелкого заполнителя можно применять пески естественные и искусственные, фракционированные и нефракционированные.

массе. Содержание в песке зерен, проходящих через сито № 014, не должно превышать 10% по массе.

Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц в песке, определяемых отмучиванием, не должно превышать для тяжелых бетонов

3%.

В зависимости от зернового состава песок разделяют на крупный, средний, мелкий и очень мелкий.

Для каждой группы песка после отсева от него зерен крупнее 5 мм полный остаток на сите № 063 и модуль крупности Мк должны соответствовать величинам, указанным в табл. 1.

Пески с модулем крупности меньше единицы нельзя применять для тяжелых бетонов. При обработке песка раствором едкого натра окраска раствора не должна становиться темнее цвета эталона.

Для оценки качества песка, предназначенного для тяжелого бетона, в лаборатории определяют его истинную и насыпную плотность, пустотность,

31

влажность, содержание пылевидных и глинистых частиц, органических примесей, зерновой состав и модуль крупности.

Цель работы: Определение свойств песка.

Приборы и вспомогательные материалы: проба песка, стандартный набор сит с круглыми отверстиями диаметром 10; 5; 2,5мм и сетками № 1,25; 0,63; 0,314 и 0,16 мм; сушильный шкаф; прибор для отмучивания; мерный цилиндр объемом 100 мм.

Задание 1. Определение истинной плотности песка

Для испытания 200 г песка просеивают сквозь сито с размером отверстий 5 мм, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры. После этого отвешивают две навески массой по 70 г каждая.

равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не поднимется до риски с делением 70 мл.

Для удаления пузырьков воздуха цилиндр поворачивают несколько раз вокруг его вертикальной оси.

Остаток песка, не вошедший в цилиндр, взвешивают; все взвешивания производят с точностью до 0,01 г.

Истинную плотность песка (р) в г/см³ вычисляют по формуле

р = ( m - m1) / V,

где m - масса навески песка, г; m1 - масса остатка песка, г;

V - объем воды, вытесненный песком, см³.

Определение истинной плотности производят два раза, при этом каждый раз берут новую навеску песка.

Расхождение между результатами двух определений плотности не должно быть больше 0,02 г/см³. В случаях больших расхождений производят третье определение и вычисляют среднее арифметическое двух ближайших значений.

32

Задание 2. Определение насыпной плотности песка

Высушенный и просеянный сквозь сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм песок насыпают с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр вместимостью 1л до образования над верхом цилиндра конуса. Конус без уплотнения песка

снимают вро- вень с краями сосуда металлической линейкой, после чего сосуд с песком взвешивают.

помещают в сосуд и заливают водой так, чтобы высота слоя воды над

перемешивают и оставляют на 2 мин в покое, затем сливают мутную воду, оставляя слой ее над песком высотой не менее 30 мм. Взамен слитой воды доливают чистую воду до указанного выше уровня. Опыт в указанной последовательности повторяют до тех пор, пока вода после промывки не будет прозрачной.

После окончания отмучивания промытую навеску высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц (Потм в процентах по массе ) по формуле

Потм = [( m -- m1) / m ] · 100,

где m - масса высушенной навески до отмучивания, г; m1 - масса высушенной навески после отмучивания, г.

33

Задание 5. Определение зернового состава песка

Для определения зернового состава песка применяют ситовой анализ. Среднюю пробу песка массой 2 кг высушивают и просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметром 10 и 5 мм. Полученные на ситах остатки взвешивают и вычисляют содержание в песке зерен крупностью 5-10 (Гр5) и

где m– масса просеиваемого песка г;

m5 и m10 - остатки на ситах с отверстиями, соответственно, 5 и 10 мм, г.

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отвешивают 1000 г и снова просеивают через стандартный набор сит. Остатки на каждом сите взвешивают и вычисляют частные и полные остатки.

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления тяжелого бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график (рис. 1). На графике по оси абсцисс в определенном масштабе откладывают размеры отверстий на ситах с сеткой № 014; 0315; 063; 1,25;

34

Лабораторная работа 7

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ

В качестве крупного заполнителя для приготовления тяжелого бетона применяют щебень или гравий с размером зерен от 5 до 70 мм.

Гравий - рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения прочных горных пород и состоящий из зерен округлой формы. В зависимости от происхождения различают гравий горный (овражный), речной и морской. Горный гравий имеет шероховатые поверхности и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной морской гравий обычно не содержит примесей, но зерна его имеют гладкую поверхность, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором.

Щебень – рыхлый материал, полученный дроблением изверженных или плотных осадочных горных пород. Смеси зерен щебня различных размеров

цементным камнем, однако бетонная смесь со щебнем менее подвижна. Цель работы: Определение свойств крупного заполнителя.

Приборы и вспомогательные материалы: проба щебня (гравия),

стандартный набор сит с круглыми отверстиями диаметром 40; 20; 10; 5 и 2,5 мм; сушильный шкаф; прибор для отмучивания; мерные цилиндры объемом 5 л; лабораторные весы; прибор для гидростатического взвешивания; стальной цилиндр для определения прочности заполнителя по дробимости; испытательный пресс.

Задание 1. Определение истинной плотности крупного заполнителя

Промытый и высушенный до постоянной массы щебень в количестве 200 г погружают в воду на 10 – 15 мин для насыщения. Насыщенную пробу вынимают на влажное полотно для удаления поверхностной влаги. Берут мерный цилиндр емкостью 500 мл и наполняют жидкостью, пока уровень ее не поднимется до отметки 200 мл, затем в цилиндр помещают насыщенную пробу. Определив деления воды в цилиндре до и после погружения щебня (гравия), вычисляют плотность по формуле

Задание 2. Определение насыпной плотности крупного заполнителя

Щебень (гравий) насыпают совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр емкостью 5 л до образования конуса над краями цилиндра. Излишек щебня срезают стальной линейкой вровень с краями. Цилиндр с заполнителем взвешивают и вычисляют насыпную плотность по формуле

Задание 4. Определение содержания в заполнителе пылевидных, илистых и глиняных частиц

Пылевидные, илистые и глинистые частицы – вредные примеси в крупном заполнителе, так как, покрывая поверхность зерен заполнителя, они препятствуют сцеплению его с цементным камнем и этим снижают прочность и морозостойкость бетона. Суммарное содержание этих примесей определяют методом отмучивания.

Пробу щебня (гравия) высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы. От сухой пробы берут навеску 5 кг при наибольшей крупности 40 мм и 2 кг при наибольшей крупности 20 мм. Отобранную пробу помещают в сосуд для отмучивания. Пробу заливают водой до верхнего сливного отверстия и выдерживают в таком состоянии до полного размокания глиняной пленки на зернах заполнителя. Затем в сосуд с заполнителем доливают воду в таком количестве, чтобы высота слоя над пробой была не менее 200 мл, энергично перемешивают содержимое сосуда и оставляют в покое на 2 мин. После этого сливают полученную при промывании суспензию. Затем щебень вновь заливают водой и испытание повторяют до тех пор, пока после промывки вода

37

не будет прозрачной. Закончив промывку, пробу высушивают до постоянной массы.

Содержание в щебне отмучиваемых пылевидных, илистых и глиняных частиц Потм, %, вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

Потм = [(m – m 1) / m] ·100,

где m – масса пробы до отмучивания, г; m1 – масса пробы после отмучивания, г.

Содержание в щебне (гравии) отмученных пылевидных, илистых или глиняных частиц вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

В щебне из изверженных и метаморфических горных пород, предназначенном для бетонов, содержание загрязняющих частиц не должно превышать 1 %.

В щебне из осадочных горных пород содержание этих частиц не должно превышать 3 %.

Задание 4. Определение зернового состава щебня (гравия)

Для определения зернового (гранулометрического) состава крупного заполнителя про- мытую и высушенную пробу щебня (гравия) массой 5 кг просеивают через стандартный на- бор сит, взвешивают остаток на каждом сите и вычисляют частные и полные остатки в %.

Затем устанавливают наибольшую и наименьшую крупность щебня (гравия) испытываемой пробы. За наибольшую (Dнаиб) крупность зерен принимают размер отверстия того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, а за наименьшую (Dнаим) крупность – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95 %. Кроме того, вычисляют значения 0,5 ( Dнаим + Dнаиб ).

Полученные данные заносят в табл. 1 и на основании данных рассева строят кривую просеивания, характеризующую зерновой состав испытываемого щебня (гравия).

38

Стальной цилиндр заполняют щебнем (гравием) каждой испытываемой пробы, свободно засыпая с высоты 50 мм так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют пуансон. При этом плита на пуансоне должна быть на уровне верхнего края цилиндра. В случае, если верх плиты пуансона не сов- падает с краем цилиндра, удаляют или добавляют несколько зерен щебня. После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.

Рис. 10. Плунжер (а), стальной цилиндр (б) и съемное дно (в) (в скобках даны размеры большого цилиндра диаметром 150 мм)

Повышая давление пресса на 1 – 2 кН в секунду, доводят его до 50 кН. После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают.

Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через сито, размеры отверстий которого указаны в табл. 2.

39

Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания взвешивают и определяют показатель дробимости Др с точностью до 1 % по формуле

Др = [( m - m1) / m] · 100,

где m - испытываемая навеска щебня (гравия), г;

m1 - масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилин- дре пробы щебня (гравия), г.

Для оценки пригодности гравия (щебня) по их прочности (дробимости) в цилиндре для бетона различных марок пользуются данными табл. 3.

Контрольные вопросы

1.Что представляет собой щебень и гравий?

2.Как определяют истинную плотность зерен щебня (гравия)?

3.Изложите последовательность определения насыпной плотности крупного заполнителя.

4.Содержание каких примесей является вредным для крупного заполнителя и почему?

5.Как определяется зерновой состав щебня (гравия)?

6.Опишите методику определения прочности заполнителя косвенным методом – дроби- мостью.

40