- •Тема 1. Основные физические и механические свойства строительных материалов
- •§ 1. Основные положения об организации и проведении лабораторного контроля
- •1.1. Общие сведения об организации лабораторного контроля качества
- •1.2. Общие сведения о видах проводимого контроля и правилах отбора проб
- •1.3. Общие сведения о метрологии
- •§ 2. Определение показателей основных физических свойств материалов
- •2.1. Основные средства измерений показателей физических свойств
- •2.2. Определение плотности
- •2.2. Определение средней плотности
- •2.4. Определение насыпной плотности
- •2.5. Определение пористости и пустотности
- •2.6. Определение влажности
- •2.7. Определение водопоглощения
- •§ 3. Определение показателей основных механических свойств материалов
- •3.1. Основные средства измерений показателей механических свойств
- •3.2. Определение предела прочности при сжатии
- •3.3. Определение предела прочности при растяжении
- •3.4. Определение предела прочности при изгибе
- •§ 6. Испытание портландцемента
- •6.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Требования к маркам цементов по прочности
- •Классификация цементов по группам прочности
- •Классификация цементов по скорости твердения
- •Классификация цементов по срокам схватывания
- •6.2. Определение тонкости помола цемента
- •6.3. Определение нормальной густоты цементного теса
- •6.4. Определение сроков схватывания
- •6.5. Определение равномерности изменения объема
- •6.6. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •6.7. Определение прочности цемента при пропаривании
- •6.8. Особенности статистической обработки результатов испытаний при расчете нижней доверительной границы и коэффициента вариации марочной прочности цемента
- •§ 7. Изучение специальных цементов
- •§ 21. Испытание полимерных строительных материалов
- •21.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Усредненные требования к показателям прочности конструкционных псм
- •21.2. Ознакомление с основными видами псм
- •21.3. Определение предела прочности (предела текучести) листовых конструкционных псм при осевом растяжении
- •Характеристики образцов для испытания конструкционных полимерных материалов
- •21.4. Определение предела прочности листовых конструкционных псм при статическом изгибе
- •Соотношение между толщиной и шириной образца
- •21.5. Определение прочностных показателей полимербетона
- •21.6. Сравнение прочностных характеристик полимерных и традиционных конструкционных материалов
- •§ 24. Испытание теплоизоляционных материалов
- •24.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация теплоизоляционных материалов по средней плотности
- •24.2. Определение средней плотности теплоизоляционных материалов и изделий
- •24.3. Определение деформативности (сжимаемости)
- •24.4. Получение полистирольного пенопласта беспрессовым способом
- •24.5. Определение коэффициента теплопроводности
- •Зависимость коэффициента ступени нагрева от положения делителя напряжения
- •§ 25. Испытание лакокрасочных материалов
- •25.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Основные требования к водоэмульсионным краскам (гост 19214-80)
- •Характеристика степени высыхания лакокрасочных материалов
- •25.2. Определение вязкости лакокрасочного материала
- •25.3. Определение укрывистости
- •25.4. Определение времени и степени высыхания
- •§ 8. Испытание плотного мелкого заполнителя
- •8.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация песков по крупности
- •8.2. Определение зернового состава песка
- •8.3. Определение модуля и группы крупности песка
- •8.4. Определение содержания в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц отмучиванием
- •8.5. Определение содержания органических примесей
- •8.6. Определение насыпной плотности
- •8.7. Определение зависимости насыпной плотности песка от его влажности
- •§ 9. Испытание плотного крупного заполнителя
- •9.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Разделение крупного заполнителя на фракции
- •Требования к зерновому составу смеси фракций заполнителя
- •Требования к зерновому составу фракции заполнителя
- •Требования к маркам щебня по прочности для изверженных горных пород
- •Требования к маркам щебня по прочности для осадочных и метаморфических горных пород
- •Требования к маркам по износу крупного заполнителя для бетонов различного назначения
- •Требования к маркам крупного заполнителя по износу
- •9.2. Определение зернового состава фракций щебня
- •Требования к величине навески щебня
- •9.3. Подбор оптимальной смеси фракций щебня
- •9.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы
- •Требования к размерам контрольных сит при определении дробимости щебня
- •9.5. Определение марки щебня по износу
- •Требования к условиям испытания щебня на износ
- •9.6. Определение средней плотности щебня
- •9.7. Определение насыпной плотности щебня
- •Требования к емкости мерного сосуда
- •9.8. Определение пустотности щебня
- •§ 10. Испытание бетонной смеси
- •10.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Требования к маркам бетонной смеси по удобоукладываемости
- •10.2. Определение подвижности бетонной смеси
- •Геометрические размеры стальных конусов (форм)
- •Требования к точности определения осадки конуса бетонной смеси
- •10.3. Определение жесткости бетонной смеси
- •10.4. Определение раствороотделения бетонной смеси
- •10.5. Определение водоотделения бетонной смеси
- •Требования к цилиндрическим сосудам
- •10.6. Определение плотности бетонной смеси
- •10.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси
- •§ 11. Определение прочности бетона
- •11.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •Классификация тяжелого бетона по прочности
- •11.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
- •Стандартные образцы бетона для определения прочности на сжатие
- •Требования к размерам образцов бетона
- •Требования к укладке и уплотнению смеси при формовании образцов бетона
- •Значения масштабного коэффициента
- •Значения поправочного коэффициента на влажность бетона
- •Значения поправочного коэффициента на геометрические параметры образцов-цилиндров
- •11.3. Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •11.4. Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •11.5. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым импульсным методом
- •11.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона
11.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
Основные предпосылки
Важнейшей характеристикой прочности бетона является сопротивление сжатию (прочность на сжатие) Rc, определяемое при испытании образцов статической нагрузкой по методике, установленной ГОСТ 10180-78.
Для получения достоверного и сравниваемого значения Rcметодика ГОСТ предусматривает учет основных факторов, влияющих на результаты испытаний. К ним относятся состав бетона, форма и размеры образцов, качество укладки и уплотнения бетонной смеси, структура бетона, условия его твердения, условия и порядок испытания образцов статической нагрузкой.
При изготовлении образцов состав бетона в них должен строго соответствовать установленному (начальному, дополнительному, номинальному, рабочему) составу. Для этого отбор пробы бетонной смеси выполняется с соблюдением правил, приведенных в п. 10.1. Кроме того, при формовании образцов бетонная смесь должна укладываться в формы без избытка, т.е. только в пределах количества, необходимого для заполнения объема формы.
Форма и размеры стандартных образцов для определения прочности на сжатие приводятся в табл. 4.18.
Таблица 4.18
Стандартные образцы бетона для определения прочности на сжатие
Форма образца |
Геометрические размеры образца, мм |
Куб Цилиндр |
Длина ребра а=70, 100, 150, 200, 300 Диаметр d=70, 100, 150, 200, 300 Высота h=d илиh=2d |
Фактические размеры образцов не должны отличаться от стандартных значений более чем на 1%. Выбор размеров зависит от наибольшей крупности заполнителя (табл. 4.19).
Таблица 4.19
Требования к размерам образцов бетона
Наибольшая крупность заполнителя, мм |
Наименьший размер образца (а или d), мм |
10 и менее 20 40 70 100 |
70 100 150 200 300 |
За базовый образец принят куб с а=150 мм. Результаты испытаний образцов других размеров приводятся к прочности базового образца с учетом масштабного фактора.
Формование образцов производится в течение 20 мин после отбора пробы бетонной смеси. Перед этим внутренние поверхности форм покрываются тонким слоем смазки, чтобы облегчить их разборку при извлечении затвердевших образцов.
Укладка и уплотнение бетонной смеси в форме производятся с соблюдением требований табл. 4.20.
Таблица 4.20
Требования к укладке и уплотнению смеси при формовании образцов бетона
Показатели удобоукладываемости бетонной смеси |
Способ укладки и уплотнения бетонной смеси |
Критерии степени нормального уплотнения |
с,см
с
см |
Вибрирование на лабораторной виброплощадке без пригруза
Вибрирование с пригрузом и использованием насадки на форму. Заполнение бетонной смесью до середины высоты насадки. Пригруз с обеспечением Па Без вибрирования в один слой при см и в два слоя присм путем штыкования стержнемd=16 мм из расчета одного нажима стержня на 10 см2поверхности образца |
Прекращение оседания бетонной смеси, выравнивание ее поверхности и появление на ней тонкого слоя цементного теста
Прекращение оседания пригруза. Время вибрирования 30-60 с
Не требуется
|
Перед вибрированием форма с бетонной смесью жестко закрепляется на виброплощадке.
Для учета фактора неоднородности структуры бетона образцы изготавливаются и испытываются сериями, включающими не менее двух образцов. Каждый образец маркируется на той грани, которая будет видна в процессе испытания на прессе.
Сразу после изготовления образцы, подлежащие твердению в нормальных условиях, хранятся в помещении с t=2020С в формах, покрытых влажной тканью или другим материалом, исключающим испарение воды.
Срок хранения для образцов бетонов класса В7,5 и выше – 1 сут, бетонов класса В5 и ниже, а также бетонов с добавками-замедлителями твердения – 2-3 сут. Затем они извлекаются из форм (распалубливаются) и хранятся в помещении с нормальными условиями (t=2020С,. Образцы всех видов бетона, подвергнутых тепловой обработке, распалубливаются после ее окончания.
Образцы, твердевшие в условиях, отличающихся от нормальных, должны перед испытаниями в течение 2-4 ч находиться в помещении лаборатории1.
Основная аппаратура
Формы для изготовления контрольных образцов, лабораторная виброплощадка типа 435 А, пресс весы технические, штангенциркуль, металлические линейки.
Проведение испытания
Испытание начинают с осмотра и обмера образцов (рис. 4.13). При осмотре выбирают и отмечают опорные грани 1, к которым будет приложена нагрузка. Для образцов-кубов это пара противоположных, лучших по состоянию поверхности боковых граней, так как направление разрушающей силы при испытании должно быть перпендикулярно направлению укладки бетонной смеси. Измерение линейных размеров производят с погрешностью1%. Каждый линейный размерa, b, hвычисляют как среднее арифметическое двух измерений по серединам противоположных граней.
Рис. 4.13. Последовательность испытания образцов-кубов на сжатие:
а– осмотр и обмер образцов;б– взвешивание и определение средней плотности;в- испытание на сжатие;1– опорные грани;2– грань образца, через которую укладывалась бетонная смесь в форму;3– образец;4– верхняя опорная плита пресса;5– то же нижняя
Перед испытанием на сжатие образцы взвешивают и вычисляют значение средней плотности бетона в образце.
На тщательно очищенную от частиц бетона после предыдущего испытания нижнюю опорную плиту 5пресса (испытательной машины) поочередно устанавливают образцы, строго центруя по нанесенным на нее рискам. Мощность пресса выбирают так, чтобы диапазон ожидаемых значений разрушающих нагрузок находился в интервале 20-80% шкалы силоизмерителя. Нагружение образцов осуществляют непрерывно с постоянной скоростью 6020 кПа/с. Максимальное усилиеFmax, Н, достигнутое в процессе испытания, принимают за величину разрушающей нагрузки. Среднюю площадь рабочего сечения образцаА, м2, определяют как среднее арифметическое значение площадей его противоположных граней, соприкасающихся с плитами пресса.
Сопротивление бетона сжатию (прочность на сжатие) для каждого образца вычисляют по формуле
Па, (4.9)
где - масштабный коэффициент перехода к прочности на сжатие образцов базового размера, значение которого определяется экспериментально1или по табл. 4.21;
- коэффициент, учитывающий влажность бетона (табл. 4.22);
- коэффициент, учитывающий отношение высоты цилиндра к его диаметру (для образцов-кубов равен единице, для образцов-цилиндров определяется по табл. 4.23).
Таблица 4.21