Проектирование состава тяжелого цементного бетона

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОННАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

 

Тюменская государственная архитектурно-строительная академия

 

Кафедра «Строительные материалы»

 

 

ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНА

НА ПЛОТНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЯХ

 

Методические указания к лабораторным работам по курсу «Материаловедение», «Строительные материалы»,

«Технология конструкционных материалов»

для всех специальностей

 

 

ТЮМЕНЬ 2002

Подборнова Н.И., Корпусова Н.С., Шабанова Т.Н. Проектирование состава тяжелого цементного бетона.

 

Тюмень, ТюмГАСА, 2002 г.

 

 

Методические указания к лабораторным занятиям для всех специальностей.

 

Рецензент: доцент кафедры СМ Кончичев М.П.

 

 

Методические указания утверждены на заседании кафедры,

протокол №_____от ________________2002 г.

 

Утверждено на УМС академии

Протокол №____от _______________2002 г.

 

 

Тираж 100 экземпляров.

Содержание

Введение                                                                                                                           4

1. Метод проектирования бетона.                                                                             4

       1.2. Основной закон прочности бетона                                                                 5

       1.3. Этапы проектирования.                                                                                              5

    1.4. Задание на проектирование.                                                                      6

2. Материалы для плотного цементного бетона на плотных заполнителях            6

2.1. Крупный заполнитель.                                                                        6

2.2.Мелкий заполнитель.                                                                      7

2.3.Цемент.                                                                                                  8

2.4.Вода.                                                                                                       8

3. Материалы для бетона. Определение их качества.                                                   8

3.1.  Испытание щебня (гравия).                                                                      8

3.1.1. Определение зернового состава щебня (гравия).    8

3.1.2 Определение содержания в щебне (гравии)

                   пластинчатых и игловатых зерен.                                   11

3.1.3. Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии

                    в цилиндре.                                                                            13

3.2. Испытание песка.                                                                                        15

3.2.1. Определение зернового состава песка.                                          15

3.2.2 Определение содержания в песке пылеватых частиц.                 17

3.2.3. Определение содержания в песке

                   органических примесей.                                                        18

4. Расчет ориентировочного состава бетона на 1 м³.                                              20

       4.1. Расчет состава 1 м³ бетонной смеси по методу

              «абсолютных объемов».                                                                           20

4.2. Расчет расхода компонентов на лабораторный замес.                    24

                   4.2.1.Приготовление бетонной смеси.                                         24

5. Определение удобоукладываемости бетонной смеси и ее корректировка.                   25

5.1. Определение показателя подвижности бетонной смеси.                       25

      5.2. Определение показателя жесткости бетонной смеси.                               26

5.3. Корректирование бетонной смеси по удобоукладываемости.               27

5.4. Определение средней плотности бетонной смеси в уплотненном состоянии. 28

6. Приготовление и испытание контрольных образцов и расчет прочности.            30      6.1. Изготовление контрольных образцов-кубов.                                                 30

7. Корректирование состава бетонной смеси по прочности.                                                    33

8. Определение класса бетона по прочности.                                                                36

9. Расчет номинального состава бетона.                                                                         36

10. Расчет полевого состава.                                                                                            37

11. Состав компонентов бетонной смеси на заданной объем бетоносмесителя.         37

Приложение 1                                                                                                                      38

Приложение 2                                                                                                                      40

Приложение 3                                                                                                                      44

Приложение 4                                                                                                                      45

Приложение 5                                                                                                                       46

Литература                                                                                                                                 47

 

Введение.

 

Цель работы: овладеть навыками подбора состава плотных цементных бетонов на плотных заполнителях с заданными свойствами бетонной смеси и бетона.

 

Бетоном называют искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения правильно подобранной, тщательно перемешанной и уплотненной бетонной смеси, состоящей из минерального вяжущего, воды, заполнителей и в необходимых случаях специальных добавок.

Смесь из указанных выше материалов до начала ее затвердевания называют бетонной смесью.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м³ уложенной и уплотненной бетонной смеси (например, в 1 м³ бетонной смеси содержится: цемента – 280 кг, песка – 675 кг, щебня – 1300 кг, воды – 168 кг) или же в долях, причем за масштабную величину берется расход цемента, т.е. 1: X: Y (цемент: песок: щебень) при В/Ц=Z.

Общие технические требования к плотным цементным бетонам на плотных заполнителях выражаются следующими характеристиками:

- классами по прочности на сжатие (В 3,5 … В 80, МПа), осевое растяжение (В_t 0,4 … B_t 4, МПа), растяжение при изгибе (В_tb 0,4 … B_tb 8, МПа), определяющими гарантированное значение прочности бетона с обеспеченностью 95 %;

- марками по морозостойкости (F 50 … F 1000), то есть количеством циклов попеременного замораживания и оттаивания насыщенных водой образцов, при котором потеря прочности не превышает 5 %, для бетонов конструкций, подверженных попеременному замораживанию и оттаиванию;

- марками по водонепроницаемости (W 2 … W 20, кгс/см²), т.е. максимальной величиной давления воды, при котором не наблюдается ее просачивание через контрольные образцы, для бетонов конструкций в повышенными требованиями по водонепроницаемости, плотности, коррозионной стойкости.

 

Основные положения метода.

1. или

            (1)

где Ц, В, П, Щ(Г) – расход цемента, воды, песка и щебня (гравия), кг/м³;

  ρ_Ц, ρ_В, ρ_П, ρ_Щ(Г) – средняя плотность зерен этих материалов, кг/м³;

  V_Ц, V_В, V_П, V_Щ(Г)- абсолютные объемы материалов, м³

 

Этапы проектирования.

 

1. Выбор материалов для бетона и требования к ним.

2. Испытание исходных материалов.

3. Расчет ориентировочного состава бетона.

4. Корректировка состава бетонной смеси по подвижности.

5. Формование контрольных образцов и определение их прочности.

6. Корректировка состава бетона по прочности.

7. Расчет номинального состава бетона. Расчет производственного состава бетона.

8. Расчет расхода материалов на заданный объем бетоносмесителя.

 

Задание на проектирование.

Подобрать состав бетона для ___________________________________________________

со следующими свойствами:

- класс бетона по прочности, В;

-  удобоукладываемость, ОК, см;

- специальные требования;

- вид вяжущего (портландцемент, шлакопортландцемент и др.);

активность цемента R_Ц

       насыпная плотность цемента ρ_НЦ, кг/м³;

       средняя плотность ρ_Ц, кг/м³;

- песок (крупный, средний, мелкий), М_К =

влажность песка W_П, %;

насыпная плотность песка ρ_НП, кг/м³;

средняя плотность песка ρ_П, кг/м³;

- вид крупного заполнителя – щебень (гравий), вид породы (магматическая, метаморфическая, осадочная);

Д_НБ щебня (гравия), мм;

влажность щебня (гравия) W_Щ(Г), %;

насыпная плотность щебня (гравия) ρ_НЩ(Г), кг/м³;

средняя плотность щебня (гравия) ρ_Щ(Г), кг/м³;

- качество составляющих бетона (высокое, рядовое, низкое);

- вода, добавки;

- объем бетоносмесителя, V_см, м³.

 

Крупный заполнитель.

Щебень – рыхлосыпучий материал, получаемый путем дробления крупных кусков различных твердых горных пород с размером частиц от 5 до 70 мм.

Гравий – рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) твердых горных пород и состоящий из зерен округлой формы с размером частиц от 5 до 70 мм.

Крупный заполнитель выполняет в бетоне роль несущего каркаса.

Оценка качества крупного заполнителя производится по следующим основным показателям:

- зерновому составу и наибольшей крупности зерен;

- содержанию пылевидных, глинистых частиц и вредных примесей;

- форме зерен;

- прочности;

- радиационно-гигиенической характеристике.

Плотность крупного заполнителя должна быть в пределах 2000-2800 кг/м³, марка по морозостойкости – не ниже проектной марки бетона по морозостойкости. В расчетно-графической работе необходимо дать оценку качества крупного заполнителя требованиям ГОСТ 26633-91. Требования ГОСТ приведены в приложении 1.

 

Мелкий заполнитель.

 

       В качестве мелкого заполнителя в плотных бетонах чаще всего применяют природный песок.

       Песок – рыхлая смесь зерен крупностью 0,16-5 мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения твердых горных пород. Природные пески в зависимости от условий залегания могут быть речные, морские и горные (овражные).

       К мелкому заполнителю из природных песков предъявляют требования по следующим показателям:

- зерновому составу и модулю крупности;

- содержанию пылевидных и глинистых частиц, вредных примесей;

- петрографическому составу;

- радиационно-гигиенической характеристике.

При подборе состава бетона учитывают истинную плотность, которая должна быть 2000-2800 кг/м³.

Зерновой состав песка имеет большое значение для получения плотного бетона заданной марки при минимальном расходе цемента.

В бетоне песок служит для заполнения пустот между зернами крупного заполнителя, в то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом.

С целью уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Лучшими являются крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц. Применение такого песка позволяет получить бетон плотной структуры. В расчетно-графической работе необходимо в соответствии с требованиями ГОСТ 26633-91 дать оценку качества песка в соответствии с проектным заданием.

Требования ГОСТ к песку приведены в приложении 3.

 

Цемент.

 

В качестве вяжущих материалов в плотном бетоне на плотных заполнителях следует применять портландцемент и шлакопортландцемент, сульфатостойкий цемент и цемент с активными минеральными добавками.

В расчетно-графической работе необходимо указать марку и активность цемента, к какой группе по срокам схватывания относится выбранный цемент.

 

Вода.

 

В расчетно-графической работе необходимо указать какого качества вода применяется для приготовления бетонной смеси.

 

Испытание щебня (гравия).

3.1.1. Определение зернового состава щебня (гравия).

 

Теоретическая часть.

Зерновой состав щебня в значительной мере влияет на качество приготовленного на нем бетона. При выборе зернового состава крупного заполнителя необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а, следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной марки.

Для определения зернового состава используют метод ситового анализа.

Зерновой состав щебня (гравия) характеризуется частными и полными остатками на ситах № 70, 40, 20, 10, 5 и проходом через сито № 5, а также наибольшим диаметром зерен щебня Д_НБ.

Частным остатком называется количество материала на каждом сите, выраженное в килограммах или в процентах:

 

                                                                   (3.1)

 

       где  – частный остаток, %;

        – частный остаток, кг;

        – навеска материала, кг.

 

       Полным остатком называется сумма частного остатка на данном сите и частных остатков на ситах с большими размерами отверстий.

                                                                                                        (3.2)

                                                               Проход                                          (3.3)

 

       где А_i – полный остаток на данном сите, %;

       а₀ + … + а_i – частные остатки на всех ситах с большими размерами отверстий плюс остаток на данном сите, %.

 

       Фракцией называется остаток на данном сите, прошедший через сито предыдущего номера.

       У щебня существуют фракции 40-70, 20-40, 10-20, 5-10 мм. Зерновой состав щебня должен соответствовать требованиям ГОСТ, т.е. кривая полных остатков должна лежать в зоне оптимального зернового состава.

       По полным остаткам устанавливают наибольшую и наименьшую крупность зерен щебня (гравия). За наибольшую крупность зерен (Д) принимают размер отверстий того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 10%, а за наименьшую крупность (d) – размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 90 %. Кроме того, вычисляют 0,5(Д+d) и 1,25Д.

 

 Приборы и материалы.

           

1. Навеска щебня (гравия) в соответствии с наибольшей крупностью.

2. Набор стандартных сит с размерами отверстий сит 70, 40, 20, 10 и 5 мм.

3. Весы торговые с разновесами.

 

Методика выполнения работы.

 

1. Устанавливаем наибольшую крупность щебня (гравия) Д и выбираем навеску щебня в зависимости от Д.

1. Рассеиваем навеску на стандартной колонке сит.

2. Определяем частные остатки на ситах путем их взвешивания.

3. Подсчитываем полные остатки на ситах.

4. Устанавливаем наименьшую и наибольшую крупность зерен щебня, т.е d и Д.

5. Результаты испытаний записываем в табл. 3.1.

 

Лабораторный журнал.

Таблица 3.1.

Зерновой состав щебня (гравия).

Остаток	Размеры отверстий сит, мм						Сумма
	70	40	20	10	5	поддон
Частный mi, г							10 кг
Частный аi, г							100 %
Полный Аi, %						-	-

 

        Расчетная часть.

 

1. Данные расчета номеров контрольных сит заносим в таблицу 3.2:

Таблица 3.2

Номера контрольных сит		Пределы содержания зерен по ГОСТ
формула	Мм
D d 0,5(D+d) 1,25D		0-10 90-100 30-80 0-0,5

 

Примечание: номера контрольных сит 0,5(D+d) и 1,25 D принимаются по ближайшим стандартным размерам сит.

 

2. Строим зону оптимального зернового состава по пределам ГОСТ (рис.1).

3. Наносим полученный зерновой состав в полных остатках на рис. 1.

Рис.1. Область зернового состава щебня.

 

Вывод. Делается вывод о соответствии зернового состава испытываемого щебня требованиям ГОСТ 8267-93 (прил. 2).

3.1.2. Определение содержания в щебне (гравии) пластинчатых и игловатых

зерен.

 

Теоретическая часть.

 

Пластинчатыми (лещадными) считают такие зерна, которые по толщине имеют размер меньше любого наименьшего размера более, чем в 3 раза.

Игловатыми считают такие зерна, которые по вытянутой оси имеют размер, превышающий любой наибольший размер зерна более, чем в 3 раза.

Пластинчатые и игловатые зерна нарушают структуру бетона и создают в нем пространства, неравномерно заполненные цементным раствором. Такая структура бетона приводит к появлению микротрещин, которые в свою очередь снижают прочность бетона.

Содержание в каждой фракции пластинчатых и игловатых зерен вычисляют с точностью до 1 %.

 

                                                                                 (3.4)

       где m₁ – частный остаток на данном сите, кг;

  m₂ – масса зерен пластинчатой и игловатой формы, кг.

 

Приборы и материалы.

 

1. Набор стандартных сит с размером отверстий 70, 40, 20, 10, 5 мм.

2. Весы торговые с разновесами.

3. Материал – щебень (гравий).

 

Методика выполнения работы.

 

1. Для определения содержания пластинчатых и игловатых зерен берем остатки на ситах, полученные при определении зернового состава щебня (гравия). При этом от фракции 5-10 – 0,25 кг, 10-20 – 1 кг, 20-40 – 5 кг, 40-70 – 15 кг.

2. Рассыпав отобранный заполнитель на листе чистой бумаги, выбирают визуально от общей массы зерна пластинчатой и игловатой формы.

3. Взвешивают зерна пластинчатой и игловатой формы.

4. По формуле подсчитывают содержание зерен пластинчатой и игловатой формы в %.

Содержание этих зерен определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний каждой фракции.

Если на фракциях 40-70 мм и 20-40 мм нет остатков или они очень малы, тогда за основу берут фракцию 10-20 мм, определяют на ней содержание игловатых зерен и принимают за результат испытаний.

5. Результаты испытаний заносят в табл. 3.3.

Лабораторный журнал.

Таблица 3.3.

Показатели	Размер отверстий сит, мм
	70	40	20	10	5
1. Частный остаток m, кг
2. Масса отобранной пробы m1, кг
3. Содержание плас-тинчатых и игловатых зерен, m2, кг
4. Содержание плас-тинчатых и игловатых зерен по фракциям,%

 

Расчетная часть.

Общее количество игловатых и пластинчатых зерен подсчитывают:

                               (3.5)

где  – количество фракций.

 

Заключение.

 

3.1.3. Определение дробимости щебня (гравия) при сжатии

в цилиндре.

 

Теоретическая часть.

Прочность щебня (гравия) оценивают косвенным показателем дробимости при сжатии в цилиндре. По показателю дробимости устанавливают марку щебня (гравия) по прочности.

Дробимость определяют по формуле:

 

                    Др =  ^. 100%                        (3.6)

       где  – масса навески щебня (гравия) до испытания, кг;

          – остаток на сите после просеивания раздробленного в цилиндре щебня (гравия),

                      кг.

Приборы и материалы.

1. Стальной цилиндр d = 75 или 150 мм.

2. Набор стандартных сит.

3. Весы торговые с разновесами.

4. Щебень (гравий).

 

Методика выполнения работы.

1. Щебень (гравий) фракций 5-10, 10-20 или 20-40 мм просеивают через стандартный набор сит. Щебень крупнее 40 мм предварительно дробят до фракции 10-20 и 20-40 мм. Для испытания из остатков на сите отбирают пробу массой не менее 0,5 кг для испытания в цилиндре с диаметром 75 мм или не менее 4 кг для испытания в цилиндре диаметром 150 мм.

2. Для определения марки щебня (гравия)по дробимости в цилиндре пробу помещают в цилиндр со съемным дном. Для испытания щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм из подготовленной пробы берут навеску 0,4 кг, а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – 3 кг.

3. Навеску щебня (гравия) насыпают с высоты 5 см в соответствующий цилиндр, разравнивают верхний уровень материала так, чтобы он примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. В случае, если верх плунжера не совпадает с краем цилиндра, удаляют или добавляют несколько зерен испытуемого заполнителя (масса этих зерен должна быть учтена в расчете).

4. Цилиндр устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса. Повышая усилие пресса со скоростью 1-2 кН/с, доводят его при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН (5 тс), а при испытании в цилиндре диаметром 150 мм – до 200 кН (20 тс).

5. После сжатия испытуемую пробу заполнителя высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем раздробленный в цилиндре щебень (гравий) просеивают через сито, диаметр отверстий которого зависит от размера испытуемой фракции.

Для фракции 5-10 мм размер отверстий сита 1,25 мм

               10-20 мм                             2,5 мм

                   20-40 мм                            5 мм.

6. Остаток щебня (гравия) после просеивания на сите взвешивают и определяют показатель дробимости.

Испытания проводят 2 раза и показатель дробимости вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

7. Результаты заносят в таблицу 3.4.

 

Лабораторный журнал.

Таблица 3.4.

Размер фрак-ции щебня (гравия), мм	Масса навески в цилиндре до испытания, кг m1		Размер от-верстия конт-рольного сита, мм	Масса оста-тка на сите после дроб-ления, кг m2	Показатель дробимости
	d=75 мм	d=150 мм
5-10 10-20 20-40			1,25 2,5 5

 

Расчетная часть.

 

Вывод. По показателю дробимости в зависимости от вида породы устанавливаем марку по прочности щебня (см. приложение 2).

 

Испытание песка.

 

3.2.1. Определение зернового состава песка.

 

Теоретическая часть.

 

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения плотного бетона заданной марки при минимальном расходе цемента. В бетоне песок служит для заполнения пустот между зернами крупного заполнителя, в то же время все пустоты между зернами песка должны быть заполнены цементным тестом.

С целью уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Лучшими являются крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц. Применение таких песков обеспечивает получение бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента.

Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера по частным и полным остаткам, а также модулем крупности, который вычисляют с точностью до 0,1.

 

                   (3.7)

       где А_2,5 … А_0,16 – полные остатки на ситах, %.

 

       Пески для строительных работ в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы: крупные, средние, мелкие и очень мелкие. Для каждой группы песков значение М_К и полный остаток на сите с сеткой №0,63 должны соответствовать требованиям ГОСТ 8736-93 (см. приложение 4).

 

Приборы и материалы.

 

1. Набор стандартных сит с диаметром отверстий 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм.

2. Весы технические с разновесами.

3. Песок.

 

Методика выполнения работы.

 

1. Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску 1000 г и просеивают ручным или механическим способом через комплект сит, последовательно расположенных по мере уменьшения размера отверстий в ситах.

2. Просеивание считается законченным, если через сито на чистый лист бумаги за 1 мин проходит не более 0,1 % зерен песка от общей массы просеиваемой навески.

3. Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные остатки с точностью до 0,1 %. Затем с точностью до 0,1 % определяют полный остаток. Результаты заносят в лабораторный журнал.

4. По полученным данным подсчитывают значение модуля крупности песка.

5. Результаты испытаний заносим в таблицу 3.5.

 

 

Лабораторный журнал.

Таблица 3.5.

Вид остатка	Остатки на ситах с размером отверстий сит, мм							Сумма
	5	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16	<0,16
Частный, г Частный,% Полный,%							-	1000 г 100% -

 

Вывод.

 

3.2.2. Определение содержания в песке пылевидных частиц.

 

Теоретическая часть.

 

Пылевидные, илистые и глинистые частицы – вредные примеси в песке; они обволакивают зерна песка и препятствуют сцеплению их с цементным камнем. Кроме того, эти примеси повышают водопотребность бетонной смеси и приводят к снижению прочности и морозостойкости бетона.

Суммарное содержание в песке ПГИ частиц (примесей) определяют методом отмучивания, сущность которого состоит в том, что указанные частицы (размером менее 0,05 мм), будучи взмучены вместе с песком в воде, осаждаются значительно медленнее зерен песка и, благодаря этому, легко отделяются от него.

Содержание пылевидных, илистых и глинистых частиц вычисляют по формуле:

П_отм =  ^. 100%                         (3.7)

       г де m₁ – масса навески песка до отмучивания, кг;

                       m₂ – то же после отмучивания, кг.

 

Приборы и материалы.

1. Сосуд для отмучивания.

2. Стеклянная палочка.

3. Сушильный шкаф.

4. Песок.

5. Вода.

Методика выполнения работы.

 

1. Из пробы песка, высушенного до постоянной массы и просеянного через сито с отверстием d 5 мм, отвешивают 1000 г.

2. Высыпают в сосуд для отмучивания и заливают водой с таким расчетом, чтобы высота слоя над песком была около 200 мм. Песок выдерживают в воде около 2 часов, периодически помешивая его стеклянной палочкой.

3. По истечении 2 часов содержимое энергично перемешивают и оставляют на 2 минуты в покое, затем сливают мутную воду через два нижних сливных отверстия, оставляя слой воды над песком 30 мм. Песок промывают до тех пор, пока вода не станет прозрачной.

4. Промытую пробу высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в нем ПГИ частиц с точностью до 0,1% по формуле, указанной в теоретической части.

5. Результаты испытания заносим в табл. 3.6.

 

Лабораторный журнал.

Таблица 3.6.

Наименование материала	Масса песка, кг		Содержание ПГИ,% ПГИ
	до отмучивания, m1	после отмучивания, m2

 

Расчетная часть.

 

Вывод.

3.2.3. Определение содержания в песке органических примесей.

 

Теоретическая часть.

 

Наличие в песке органических примесей (гумусовых и др.) оказывает отрицательное воздействие на качество бетона, так как эти примеси вступают в реакцию со щелочами цементного камня с образованием органических кислот и тем самым снижают прочность бетона. Степень загрязненности песка органическими примесями определяют методом калориметрии.

 

Приборы и материалы.

 

1. Мерный цилиндр 250 мл.

2. 3%-ный раствор едкого натра (NaOH).

3. Эталон.

4. Песок.

 

Методика выполнения работы.

 

1. Для испытания берут навеску песка 250 г. Песок насыпают при легком постукивании в стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3%-ным раствором едкого натра (NaOH) до отметки 200 мл.

2. Содержимое энергично взбалтывают и оставляют на 24 часа в покое и по истечении этого срока сравнивают с цветом эталона. Эталон в свежеприготовленном виде имеет цвет крепкого чая.

3. Жидкость над песком может быть не окрашена или цвет ее светлее. Такой песок будет пригоден для приготовления бетона.

4. В том случае, когда окраска жидкости оказалась незначительно светлее эталона, содержимое мерного цилиндра подогревают в течении 2-3 часов на водяной бане при температуре 60-70 ⁰С и вновь сравнивают цвет жидкости с эталоном. Если цвет жидкости останется светлее эталона, значит, количество органических веществ не превышает допустимого значения.

5. При цвете жидкости темнее эталона необходимо выполнять специальное исследование для установления пригодности песка для приготовления бетона.

Вывод: устанавливается визуально.

Сводная таблица показателей качества исходных материалов

для бетона.

Показатели	Ед. изм.	Качество
		Факт	Требования ГОСТ

Порядок расчета.

Составы бетона для пробных замесов рассчитываются в следующем порядке: вычисляют цементно-водное отношение, расход воды, расход цемента, после чего определяют расходы крупного и мелкого заполнителей на 1 м³ бетонной смеси.

 

1. Цементно-водное отношение Ц/В вычисляют, исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

 

для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В <2,5

              (4.1)

если при расчете Ц/В окажется > 2,5, то производим перерасчет по формуле для бетонов с цементно-водным отношением Ц/В>2,5

               (4.2)

 

       где R_Б – марка бетона, кгс/см² (МПа);

         R_Ц – активность цемента, кгс/см² (МПа);

         А и А₁ – коэффициенты, учитывающие качество материалов, определяются по табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Значение коэффициента А.

№ п/п	Качество компонентов бетонной Смеси	А	А1=2/3А
1. 2. 3.	Материалы пониженного качества Материалы среднего качества Высококачественные материалы	0,55 0,60 0,65	0,37 0,40 0,43

 

2. Расход воды (водопотребность, л/м³) ориентировочно определяют, исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по таблице № 4.2, которая составлена с учетом крупности зерен заполнителя и его вида, т.е.:

 

В₀ = f [Д_НБ, ОК(Ж), вид крупного зап-ля]

 

Таблица 4.2

Водопотребность бетонной смеси.

Удобоукладыва- Емость		Водопотребность при Днб, мм
		Гравия				Щебня
Ж, Сек	ОК, См	10	20	40	70	10	20	40	70
>31 30-21 20-11 10-5 - - - -	- - - - 1-4 5-9 10-15 16-20	150 160 165 175 190 200 215 225	135 145 150 160 175 185 205 220	125 130 135 145 160 170 190 205	120 125 130 140 155 165 180 195	160 170 175 185 200 210 225 235	150 160 165 175 190 200 215 230	135 145 150 160 175 185 200 215	130 140 145 155 170 180 190 205

 

       Примечание.

1) Расход воды приведен для бетонной смеси на портландцементе с НГТЦ=26-28 % и на песке с М_кр=2.

2) При изменении нормальной густоты цементного теста на каждый процент в меньшую сторону расход воды уменьшается на 3-5 л, в большую сторону – увеличивается на 3-5 л/м³.

3) При изменении модуля крупности песка на каждые 0,5 в меньшую сторону расход воды увеличивается на 3-5 л, в большую сторону – уменьшается на то же значение.

4) В случае применения пуццоланового цемента расход воды увеличивается на 10 л.

 

3.Расход цемента на 1 м³ бетона вычисляют по уже известному цементно-водному отношению (Ц/В) и определенной по таблице водопотребности бетонной смеси:

 

                                   Ц = В ^. ,  кг                           (4.3)

 

       Если расход цемента меньше допустимого по СНиП 82-02-95, то его увеличивают до требуемой нормы в соответствии с таблицей 4.3.

 

Таблица 4.3

Минимально допустимое содержание цемента

в бетоне.

№ п/п	Тип смеси	Удобоуклады- Ваемость		Минимальный расход цемента при Днб заполнителя
		ОК	Ж	10	20	40	70
1 2 3 4 5	Особо жесткая Жесткая Малоподвижная Подвижная Л