Приготовление пробного замеса, испытание бетонной смеси, корректировка состава и формование образцов

 

Материалы: портландцемент, щебень, песок, вода.

 

Приборы и приспособления: весы технические, открытая емкость и лопатки для перемешивания бетонной смеси, стандартный конус СтройЦНИЛ, штыковка, мерные емкости, 2 линейки, стальные формы 10х10х10 см, ванна с гидравлическим затвором, пресс гидравлический, развивающий усилие 50 тс.

 

Порядок проведения опыта

Рассчитывают количество исходных материалов на 10 л бетонной смеси, кг:

Ц''=Ц×0,01;

В''=В×0,01;

Щ''=Щ×0,01;

П''=П×0,01

При этом заполнители (щебень и песок) должны быть высушены до постоянной массы при температуре не выше 80ºС и охлаждены до комнатной температуры.

Отвешивают необходимое количество (в соответствии с расчетом) цемента, щебня и песка и отмеряют необходимое количество воды. Дозирование производится с точностью до 1 %.

Из подготовленных материалов готовят пробный замес бетонной смеси. Перемешивание осуществляют либо механическим способом, либо вручную. Для этого:

- отвешенное количество песка смешивают с отдозированным количеством цемента до получения смеси однородного цвета (примерно минуту);

- добавляют щебень и перемешивают до тех пор, пока щебень не будет равномерно распределен в сухой смеси;

 

Рис. 2. Измерение осадки бетонного конуса: 1 – осевший конус бетонной смеси; 2, 3 – металлические линейки; 4 – форма-конус

 

- в середине сухой смеси делают воронку, куда вливают половину отмеренной воды, осторожно перемешивают смесь дп впитывания прилитой воды, и затем, добавляя оставшуюся воду, перемешивают до достижения полной однородной смеси. Продолжительность перемешивания должна составлять не менее 5 мин.
По окончании перемешивания проверяют подвижность бетонной смеси с помощью стандартного конуса СтройЦНИЛ (рис. 2) в следующей последоватеьности:

:- форму-конус, предварительно протертый влажной тканью, устанавливают на горизонтальную поверхность и наполняют бетонной смесью в три равных слоя с уплотнением каждого слоя 25-кратным штыкованием металлическим стержнем (штыковкой);
- после укладки и штыковки последнего слоя излишек бетонной смеси срезают лопаткой вровень с краями конуса, после чего форму-конус снимают, поднимая его вертикально вверх с образовавшегося бетонного конуса;
- освобожденная от формы бетонная смесь под действием собственного веса начинает оседать. После окончания осадки снятую форму-конус устанавливают рядом с осевшим бетоном;
- на верхнее основание формы-конуса укладывают линейку, от нижнего ребра которой измеряют осадку бетонной смеси с точностью до 1 см. Измерение проводят дважды во взаимно перпендикулярных направлениях и находят среднее арифметическое.
Если осадка конуса меньше заданной, то для увеличения подвижности бетонной смеси добавляют 3…5 % (от расчетного количества) цемента и воды, сохраняя В/Ц постоянным. Если больше – добавляют 3…5 % песка и щебня (от их массы), сохраняя при этом заданное по расчету их соотношение. Бетонную смесь тщательно перемешивают и вновь определяют подвижность. Корректировку состава бетонной смеси проводят до получения заданной подвижности и проводят перерасчет фактического расхода компонентов на 1 м³ бетонной смеси.
Из бетонной смеси заданной подвижности формуют контрольные образцы-кубы размерами 10х10х10 см в количестве трех штук. Для этого (если подвижность бетонной смеси менее 12 см) предварительно смазанную форму заполняют бетонной смесью с избытком, устанавливают на лабораторную виброплощадку и вибрируют до тех пор, пака смесь не выровняется и на ее поверхности не появится тонкий слой цементного молока; если подвижность бетонной смеси более 12 см – уплотнение ее проводят без применения вибрации.
Свежеотформованные образцы хранят в формах сутки, после чего вынимают из форм, маркируют, помещают в камеру нормально-влажностного твердения (температура 20±2ºС, относительная влажность воздуха 95-100 %), где выдерживают до момента испытаний 28 сут. Для ускорения твердения бетона образцы помещают в пропарочную камеру и пропаривают по режиму 3+6+2 часа при температуре 95°С и через сутки испытывают на прочность при сжатии.

Предел прочности при сжатии образцов материалов определяют на образцах–кубах, размеры которых принимают в соответствии с ГОСТ 10180–90 «Методы определения прочности по контрольным образцам». Испытание проводят на гидравлическом прессе.

Порядок проведения испытаний

Перед испытанием образцы подвергают визуальному осмотру, уста­навливая наличие дефектов в виде отколов ребер, раковин и инородных включений. Образцы, имеющие трещины, отколы ребер глубиной более 10 мм, раковины диаметром более 10 мм и глубиной более 5 мм (кроме бетона крупнопористой структуры), а также следы расслоения и недоуплотнения бетонной смеси, испытанию не подлежат. Наплывы бетона на ребрах опорных граней образца должны быть удалены напильником или абразивным камнем. Результаты осмотра записывают.

На образцах выбирают и отмечают грани, к которым должны быть приложены усилия в процессе нагружения.Опорные грани отформованных образцов-кубов, предназначенных для испытания на сжатие, выбирают так, чтобы сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы.Перед испытанием образцы взвешивают с целью определения их средней плотности.Перед установкой образца на пресс или испытательную машину удаляют частицы бетона, оставшиеся от предыдущего испытания на опор­ных плитах пресса.

Шкалу силоизмерителя испытательной машины, пресса или испы­тательной установки выбирают из условия, что ожидаемое значение разру­шающей нагрузки должно быть в интервале 20-80 % максимальной нагруз­ки, допускаемой выбранной шкалой.Нагружение образцов проводят непрерывно со скоростью, обес­печивающей повышение расчетного напряжения в образце до его полного разрушения в пределах (0,6±0,4) МПа/с при испытаниях на сжатие и в пре­делах (0,05±0,02) МПа/с при испытаниях на растяжение. При этом время нагружения одного образца должно быть не менее 30 с.

Максимальное усилие, достигнутое в процессе испытания, принима­ют за разрушающую нагрузку.

Разрушенный образец подвергают визуальному ос­мотру и отмечают характер разрушения; наличие крупных (объемом более 1 см³) раковин и каверн внутри образца; наличие зерен заполнителя размером более 1,5d_max, комков глины, следов расслоения.

Результаты испытаний образцов, имеющих перечисленные дефекты структуры, и характер разрушения, учитывать не следует.

Величину разрушающей образец нагрузки Р вносят в таблицу 4. Предел прочности образца при сжатии определяют по формуле:

 

,

где R – предел прочности при сжатии, ; Р – разрушающее усилие, кгс;

S – площадь образца, см².

Таблица 4. Результаты определения предела прочности образца бетона

Наимено-вание материала	Размеры образца, см	Масса образца, г	Разру-шающее усилие Р, кгс	Площадь образца S,	Объем,	Плот-ность,	Предел прочности при сжатии
	МПа
2 …

Примечание:

1. Марку бетона определяют на образцах размерами 15х15х15 см. Если испытывают образцы размерами 30х30х30 см или 20х20х20 см, или 10х10х10 см, или 7х7х7 см, то полученную прочность бетона на сжатие следует умножить на поправочные коэффициенты соответственно: 1,1 или 1,05, или 0,95, или 0,85.

Перед испытанием определяют среднюю плотность в соответствии с п. 2 лаб. работы «Определение истинной и средней плотности» методических указаний «Основные свойства строительных материалов».

Результаты работы по подбору состава тяжелого бетона представляют в виде табл. 4.

Таблица 4. Результаты работы по подбору состава тяжелого бетона

 

В/Ц	Удобоукла-дываемость	Средняя плотность, кг/м3	Расход компонентов, кг/м3	Коэффициент выхода смеси выхода смеси	Предел проч-ности при сжатии, МПа	Марка бетона
см	с	смеси	бетона	Ц	В	П	Щ

ВЫВОД:

Контрольные вопросы

 

1. Что называется бетоном?

2. Какие этапы включает расчетно-экспериментальный метод подбора тяжелого бетона и какова цель каждого из них?

3. Какие факторы оказывают влияние на марочную прочность бетона?

4. Как производят корректировку подвижности бетонной смеси?

5. Охарактеризуйте свойства бетонной смеси и их взаимосвязь со свойствами затвердевшего бетона.

 

 

Список литературы

1. Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учеб. пособие. - М.: ИНФРА-М, 2003. – 219 с.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – М.: Высш. шк., 2002. – 367 с.

3. Рыбьев И.А. Строительное материаловедение. – М: Высшая школа, 2003. – 700 с.

4. Микульский В.Г., Куприянов В.Н., Сахаров Г.П. и др. Строительные материалы. – М: Изд-во АСВ, 2000. – 536 с.

5. Строительные материалы: Учебно-справочное пособие. –Ростов-на-Д: Феникс, 2005.- 608 с.

6. ГОСТ 27006-86. Бетон тяжелый. Правила подбора состава.

7. СН 290-74. Инструкция по приготовлению и применению строительных растворов.- М.: Стройиздат, 1975.

8. ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.

9. ГОСТ 8269-76. Щебень из естественного камня, гравий и щебень из гравия для строительных работ. Методы испытаний.

 

 

Контрольные вопросы:

1. Что собой представляют сухие строительные смеси?

2. В чем прогрессивность применения сухих смесей?

3. Как определяют подвижность растворной смеси.

4. Что собой представляет удобообрабатываемость свежеприготовленной растворной смеси?

5. Как определяют водоудерживающуюспособность растворной смеси?

6. Как определяют прочность на отрыв в склеенной системе и для чего?

 

 

Литература:

1. Козлов В.В. Сухие строительные смеси.- М.: ИАСВ, 2000.- 96 с.

2. Белов В.В., Петропавловская В.Г., Шлапаков Ю.А. Лабораторные определения свойств строительных материалов. - М.: ИАСВ, 2004

3. Попов Л.Н., Попов Н.Л. Лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учебное пособие. - М.: ИНФРА-М, 2005. – 219 с.: ил. – (Профессиональное образование)

EN 13279-1-2007 Вяжущие гипсовые и смеси сухие гипсовые. Часть 1. Определения и требования;

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 10