материаловедение
.pdfОтформованные образцы положить во влажные условия хранения (в пленку), гипсовые оставить на воздухе.
Через неделю распалубить, взвесить, определить среднюю плотность ( ρm ) и разложить по 2 образца каждого состава в раствор морской соли (20 грамм соли на 1 литр воды) на 1-2 недели, по одному образцу каждого состава оставить в прежних условиях.
По истечении срока хранения образцы вынуть из рассола, дать воде стечь, взвесить, определить водопоглощение.
Контрольные образцы также взвесить. Все образцы испытать на прочность при сжатии. Определить коэффициент размягчения Кр :
|
Кр |
= |
|
|
Rнас. |
. |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Rконтр. |
|
|
|
|||
|
Все данные свести в таблицу 7. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определения |
|
|
|
|
|
|
|
Составы |
|
|
|
|
|
I |
|
|
II |
|
III |
IV |
||
|
|
|
|
|
|
|
|||||
1. |
Количество воды затворения при оди- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
наковом расплыве конуса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
Масса образцов, г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
Средняя плотность, г/см3. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
Масса после насыщения раствором |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соли, г. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
Водопоглощение, %. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. |
Прочность контрольных образцов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. |
Коэффициент размягчения. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
18
Таблица 3
Составы |
Без |
Добавка |
Добавка |
Добавка |
Добавка |
|
добавок |
№1 |
№2 |
№3 |
№4 |
||
|
||||||
№1. Цемент (30%) |
625 г |
625 г |
625 г |
625 г |
625 г |
|
Песок фр. <0,315 мм |
1875 г |
1625 г |
1625 г |
1625 г |
1625 г |
|
Вода (В/Ц=0,5) |
310 г |
310 г |
310 г |
310 г |
310 г |
|
С-3 (0,5%) |
3,1 г |
|
|
|
|
|
Добавка |
- |
250 г |
250 г |
250 г |
250 г |
|
Расплыв конуса |
|
|
|
|
|
|
Прочность через 28 суток |
|
|
|
|
|
|
№2. Цемент (50%) |
1000 г |
1000 г |
1000 г |
1000 г |
1000 г |
|
Песок фр. <0,315 мм |
1000 г |
800 г |
800 г |
800 г |
800 г |
|
Вода (В/Ц=0,4) |
400 мл |
400 мл |
400 мл |
400 мл |
400 мл |
|
С-3 (0,5%) |
5 г |
5 г |
5 г |
5 г |
5 г |
|
Добавка |
- |
200 г |
200 г |
200 г |
200 г |
|
Расплыв конуса |
|
|
|
|
|
|
Прочность через 28 суток |
|
|
|
|
|
Выявить добавку с min водопотребностью и максимальной прочностью. Она и является наиболее эффективной.
11
Лабораторная работа №4 Определение водопоглощения и морозостойкости образцов с наиболее
эффективными добавками
Цель работы: выявить наиболее приемлемую в местных условиях минеральную добавку для плотных морозостойких бетонов.
По результатам предыдущей работы выбрать две наиболее эффективные добавки (для сравнения можно взять и менее эффективные), отформовать стандартные образцы – кубики 7*7*7 см по 6 штук на каждый состав.
После твердения в нормальных условиях или пропаривания образцы пронумеровать, взвесить и осуществить дискретное водопоглощение: когда
− 3 образца каждого состава опускают в воду и взвешивают через 15-30- 60 минут, 24 часа, затем ставят на полное водопоглощение до следующего занятия. Результаты взвешивания заносят в таблицу и, когда она будет заполнена, вычисляют влажность в процентах и чертят график, где хорошо видна разница в структуре цементного камня.
Влажность после водопоглощения определяют по трем образцам и вычисляют по формуле.
Работа проводится с образцами 1, 2, 3 каждого состава.
Таблица 4. Дискретное водопоглощение
|
Масса mтв |
Масса m15 |
Масса m30 |
Масса m1 |
|
Полное |
|
После |
|||||||||||
Состав |
|
|
высуши- |
||||||||||||||||
после |
через 15 |
через |
водопоглощение, |
||||||||||||||||
|
твердения, г. |
минут, г. |
30 минут, г. |
через 1 час, г. |
|
mn, г. |
|
вания, |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
mс, г. |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1. Без |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
|
|||
добавок |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
1 |
|||
|
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
2 |
|||
Влаж- |
Wтв = |
|
mтв −mс |
W15 = |
|
m15 −mтв |
W30 = |
|
m30 −mтв |
W1 = |
m1 −mтв |
Wn = |
mn −mтв |
|
100% |
3 |
|||
|
|
|
mтв |
||||||||||||||||
|
|
mс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
mтв |
|
|
mтв |
mтв |
|
|||||||||||
ность, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. С до- |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|||
бавкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
10% изв. |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|||
Муки |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|||
Влаж- |
Wтв |
|
|
W15 |
|
W30 |
|
W1 |
|
Wn |
|
|
|||||||
ность, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. С до- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бавкой |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|
1 |
|
|
1 |
|
|
1 |
|||
10% от- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
|
2 |
|
|
2 |
|
|
2 |
||||
севов |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
|
3 |
|
|
3 |
|
|
3 |
||||
песка |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Wтв |
|
|
W15 |
|
W30 |
|
W1 |
|
Wn |
|
Wтв |
||||||||
Влаж- |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ность, % |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
12
Лабораторная работа №6 Влияние активной минеральной добавки на водо- и
солестойкость вяжущих
Цель работы: повысить стойкость составов в условиях коррозии цементного камня.
Для увеличения стойкости изделий из воздушных и гидравлических вяжущих, эксплуатируемых в проточной мягкой воде или агрессивной среде, содержащей ионы SO4- - или слабые кислоты, в состав вяжущего вводят от 10 до 40% активной минеральной добавки. Активность добавок возрастает с повышением тонкости помола.
При нормальной температуре частицы аморфного кремнезема и глинозема добавки вступают в химическое взаимодействие с гидроокисью кальция вяжущего и образуются низкоосновные гидросиликаты CSH(B) и гидроалюминаты кальция C2AH8, более устойчивые к агрессивной среде в силу меньшей растворимости их по сравнению с Ca(OH)2.
В ее отсутствии не формируется и трехсульфатная форма гидросульфоалюмината кальция (эттрингит), разрушающая цементный камень в сульфатной среде.
Но активная минеральная добавка (молотый доменный шлак, зола ТЭС, молотые керамзит или кирпич, пемза, туф, диатомит и др.) привносит повышенное водосодержание смеси, поэтому снижается прочность и морозостойкость. Для уменьшения этого воздействия необходимо вводить ПАВ, сохраняя показатели расплыва конуса.
Формуем балочки 4*4*16 см или кубики 7*7*7 см следующих составов:
I. Цемент-540 г |
II. Цемент-540 г |
Песок-1620 г |
Песок-500 г |
Вода-270 мл |
Молотый керамзит. гравий-500 г |
ПАВ-2,7 г |
Вода-по расплыву конуса |
Расплыв конуса- |
ПАВ-5 г |
III. Гипс-1500 г |
IV. Цемент-540 г |
Вода-700 мл |
Гипс-1000 г |
ПАВ-1,5 г |
Молотый керамзит. гравий-500 г |
|
Вода-по расплыву конуса |
|
ПАВ-5 г |
Количество воды подобрать по расплыву конуса на встряхивающем столике (106-115 мм) для составов I и II и по расплыву лепешки (118 мм) для III и IV составов.
17
Таблица 6
Состав без добавки |
Состав с уско- |
Состав с ускорителем |
Состав с ускорителем |
|
«БД» |
рителем «Ф» |
и отсевами «ФО» |
и золой «ФЗ» |
|
(30 %) Цемент-540 г |
|
|
|
|
Песок рядовой-1600г |
|
|
|
|
Вода (В/Ц=0,57)-310мл |
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
- |
|
|
|
1000 г |
|
|
|
|
|
Расплыв конуса 11,8 см |
|
|
900 г |
|
Масса образцов, г |
|
|
(В/Ц=0,5)-500 мл |
|
1 |
|
|
|
1,00 г |
2 |
|
540 г |
(50 %) 1000 г |
Зола-100 г |
3 |
|
1600 г |
800 г |
|
Плотность, г/см3 |
310 мл |
(В/Ц=0,4)-400 мл |
11 см |
|
1 |
|
формиат-0,54 г |
1,00 г |
|
2 |
|
|
Отсевы песка-200 г |
|
3 |
|
|
|
|
Прочность |
образцов, |
12,3 см |
19 см |
|
МПа |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Прочность |
после замо- |
|
|
|
раживания |
|
|
|
|
1 |
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
3 |
|
|
|
|
Эксперимент повторить с другими добавками (CaCl2, раствор жидкого стекла и др.). Найти оптимальные составы.
16
Таблица продолжается, если есть еще составы. После подсчета влажности легко начертить график зависимости водопоглощения в динамике от времени.
Рис. 2 – График зависимости водопоглощения от структуры
Другие три образца каждого состава пронумеровать (4, 5, 6) взвесить и положить в воду до следующего занятия. Затем опять взвесить, прозвучить ультрозвуковым прибором «Пульсар – 1,1», подвергнуть замораживанию и оттаиванию по третьему способу ГОСТа в пресной воде 10 циклов.
После испытания замораживанием образцы взвесить, прозвучить прибором «Пульсар – 1,1» и поставить сушить до следующего занятия вместе с образцами, прошедшими дискретное водопоглощение.
Определить массу сухих образцов ( mc ), прочность при сжатии под прессом и морозостойкость образцов. Результаты занести в таблицу 5.
13
Таблица 5
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лабораторная работа №5 |
Составы, их характеристики |
|
|
|
|
|
Номера образцов |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
Изучение влияния ускорителей твердения на время набора прочности |
|||||
|
1 |
|
2 |
|
3 |
4 |
|
5 |
6 |
|||
|
|
|
|
|
||||||||
1. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
цементного камня |
Без добавок |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса после твердения в г., mтв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цель работы: для разных составов определить оптимальное количество |
Масса насыщенного водой в г., mв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ускорителя твердения и его эффективность при заморажи- |
|
Скорость ультразвука |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса после замораживания в г., mмор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вании. |
Скорость ультразвука |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В практике строительства бывает необходимо ускорить твердение бетона. |
Масса после высушивания в г., mс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В стационарных условиях делают это с помощью термообработки изделий, в |
|
Потеря массы после замораживания в г., |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условиях стройки часто используют соли – ускорители твердения. |
mв −mмор |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В качестве ускорителей применяют сульфат натрия, хлорид и нитрат |
|
Прочность всех образцов при сжатии, Мпа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кальция и натрия, фосфат, тетраборат и алюминат натрия, карбонат и силикат |
|
Коэффициент морозостойкости |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кмрз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
натрия и калия, карбонат калия, хлорид и нитрат железа, алюминия и др. В на- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стоящее время поступил бесхлорный ускоритель, не провоцирующий коррозию |
2. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Состав с добавкой 1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
металла – муравьинокислый натрий – Na2C2O4 (формиат натрия). |
mтв , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для определения его воздействия необходимо отформовать кубики |
mв , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7*7*7 см без ускорителя и с ускорителем, поставить их на твердение в нор- |
Скорость ультразвука |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мальные условия и часть образцов испытать на прочность на следующем заня- |
mмор , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тии. Данные свести в таблицу 6. Для сравнения можно сделать составы с лю- |
|
Скорость ультразвука |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
бым другим имеющимся ускорителем твердения. |
|
mc , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
mв −mмор , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для формования цементно-песчаного раствора предлагается два состава: |
Прочность всех образцов при сжатии, МПа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с 30% и 50% цемента. Количество формиата натрия принимаем от 0,1% до 3% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
от массы вяжущего. |
|
Кмрз |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Коэффициент морозостойкости определяют: |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Кмрз = |
R |
= |
|
ΣR1,2,3 |
, |
|
|
|
|
|
||
э |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Rм |
|
ΣR4,5,6 |
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
где Rэ −прочность эквивалентных образцов;
Rм −прочность образцов после испытания на морозостойкость.
14 |
15 |