Тема: определение физических свойств материала (стр. 7 )

Время (в сек), которое необходимо для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, умноженное на коэффициент 1,5, характеризует жесткость бетонной смеси.

  Жесткость определяют два раза и затем берут среднее арифме­тическое результатов двух испытаний.

Рис. 4. Определение жесткости бетонной смеси:

а — лабораторная виброплощадка, б — схема определения жесткости бетонной смеси; 1—стол, 2—вибратор, 3—станина, 4—амортизаторы,

5 — бетонная смесь до вибрирования, 6—бетонная смесь после вибрирования, 7 - вибростол

  Порядок выполнения работы:

Определить подвижность бетонной смеси. Определить жесткость бетонной смеси. Оформить отчет. Сделать соответствующие выводы.

Отчет о проделанной работе

Материал	Расход материалов в кг	Добавлено при корректировании подвижности или жесткости смеси
на 1000 л бет. смеси	на 1 замес (10 л) бет. смеси	1	2	3
Цемент Вода Песок Щебень (гравий)
Итого

  Контрольные вопросы.

Что называется удобоукладываемостью? Чем определяется удобоукладываемость бетонной смеси? Как определяется подвижность бетонной смеси? Как определяется жесткость бетонной смеси?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 12

ТЕМА: ПРОЕКТИРОВАНИЕ СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА.

ЦЕЛЬ: Научиться производить подбор компонентов для получения бетонной смеси заданной степени удобоукладываемости при минимальном расходе вяжущего.

ОБОРУДОВАНИЕ И МАТЕРИАЛЫ:

Форма – конус для определения подвижности бетонной смеси. Вискозиметр для определения жесткости бетонной смеси. Лабораторная виброплощадка. Гидравлический пресс. Торговые весы. Формы для изготовления образца. Бойки для перемешивания бетонной смеси. Лопаты прямоугольные. Мерные цилиндры емкостью 500 мл. Секундомер. Портландцемент марки не ниже М400. Песок. Щебень (гравий) с наибольшей крупностью зерен 40 мм. Машинное масло для смазки форм.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ:

1. Выбор материалов из условий получения экономического бетона заданных физико–механических свойств и определение основных характеристик исходных материалов.

2. Расчет ориентировочного состава бетона.

3. Приготовление пробных замесов и испытание их для уточнения состава бетона, полученного расчетом.

4. Изготовление образцов для определения прочности бетона, их испытание и уточнение окончательного состава бетона.

ПОЯСНЕНИЯ:

ВЫБОР МАТЕРИАЛОВ.

1. Качество материалов должно отвечать требованиям стандартов и рассмотрено в предыдущих работах. Марка цемента должна превышать марку бетона в 1,5 – 2 раза, в этом случае расход цемента оказывается  наиболее экономичным. Конечным результатом выбора и оценки качества материалов для бетона является установление:

рационального вида цемента и его активности; плотности цемента сц; насыпной плотности цемента снц; плотности песка сп; насыпной плотности песка снп; крупности песка (крупный, средний, мелкий) плотности щебня (гравия) сщ; насыпной плотности щебня (гравия) снщ; пустотности щебня (гравия) Vпуст. щ; крупности зерен щебня (гравия).

При выполнении данной работы задаются характеристики материалов.

2. Расчет ориентировочного состава бетона.

Расчет состава бетона заключается в подборе определенной бетонной смеси из всех компонентов бетона. Бетонной смесью называют рационально составленную и однородно перемешанную смесь цемента, воды, песка и крупного заполнителя до начала схватывания и твердения.

Состав бетонной смеси выражают в виде высокого соотношения:

1: x: y = цемент: песок: щебень.

При  В ∕ Ц =Z  (водоцементное отношение). 

Различают 2 состава бетона: номинальный - устанавливаемый для сухих материалов, и производственный – для материалов естественно влажном состоянии.

Состав плотного бетона выражают:

Ц/сц +В + П/сп + Щ/сщ  =1000 м3

где: Ц, В, П, Щ – масса цемента, воды, песка, щебня, потребных на получение 1 м3  бетонной смеси;

сц, сп, сщ– плотность цемента, песка, щебня.

2.1. Определение водоцементного соотношения.

Rб = 0,5 Rц (Ц/В–0,5) на гравии

Rб= 0,55 Rц (Ц/В–0,5) на щебне

Отсюда определяем водоцементное соотношение.

В/Ц =Rц/(2Rб+0,5Rц) для гравия (1)

В/Ц =1,1Rц/(2Rб+0,55Rц)  для щебня (2)

Марка цемента Rц и марка бетона заданы в условии. По формулам (1) и (2) в зависимости от вида заполнителя определяем водоцементное отношение.

2.2. Определение расхода воды.

Формовочные свойства бетонной смеси ее подвижность или жесткость и пластичность – зависят от начального содержания воды. Этот фактор положен в основу определения ориентировочной водопотребности и позволяет на основании таблиц определить расход воды на 1 м3 проектируемой смеси. Использование пуццолановых портландцементов требует увеличение расхода воды на 15-20 л. против табличного, или если расход цемента оказывается больше 400 кг на 1 м3 больше бетона.

Пользуясь таблицей 1, по известному значению, жесткости, подвижности бетонной смеси и крупности заполнителя определяем расход воды в л/м.

Водопотребность бетонной смеси.

  Таблица 1.

Характеристика бетонной смеси	Наибольшая крупность заполнителя в мм
Жесткость в сек.	Осадка конуса в см.	щебень	гравий
10	20	40	10	20	40
150-200 90-120 60-80 30-50 20-30 15-20 - - - - - -	0 0 0 0 0 1 2-2,5 3-4 5 7 8 10-12	155 160 170 175 185 195 200 205 210 215 220 225	145 150 160 165 175 185 190 195 200 205 210 215	130 135 145 150 160 170 175 180 185 190 195 200	145 150 160 165 175 185 190 195 200 205 210 215	130 135 145 150 160 170 175 180 185 190 195 200	120 125 130 135 145 155 160 165 170 175 180 190

2.3. Определение расхода цемента.

При постоянном качестве исходных материалов и режиме твердения бетона прочность его при абсолютно плотном состоянии бетонной смеси есть функция цементно-водного отношения. Эта зависимость позволяет рассчитать ориентировочную потребность в цементе на 1 м3  бетона заданной прочности по величине Ц/В и водопотребность в бетонной смеси по формуле : Ц=Ц/В*В (кг).

2.4. Определение расхода заполнителей.

Основано на условии, что абсолютно плотная бетонная смесь может быть получена только в том случае, если цементный раствор заполнит пустоты между зернами заполнителя. Но бетонная смесь, в которой объем цементного раствора строго равен объему пустот в крупном заполнителе, оказывается жесткой даже при значительном водосодержании. В этом случае зерна щебня  соприкасаются между собой, создавая в бетонной смеси большое внутреннее трение, повышающее ее вязкость. Для снижения вязкости требуется несколько раздвинуть зерна крупного заполнителя для уменьшения трения. Эту роль успешно выполняет цементный раствор, если его количество принимается с некоторым избытком относительного объема пустот в крупном заполнителе. (В формулу вводится коэффициент раздвижки зерен б).

б =1,25-1,8 для подвижной смеси

б =1, 2-1,6 для малоподвижной смеси

б =1,1-1,2 для жесткой смеси

б =1,05-1,1 для особо жесткой смеси.

Чем выше принимается б, тем менее вязкой оказывается бетонная смесь благодаря обильной смазке зерен крупного заполнителя. Определяем расход песка и цемента исходя из следующего условия: Суммарный объем пустот в крупном заполнителе равен произведению

Щ/сн щ (г) *Vпуст щ (г) *б

Отсюда: Ц/сц+В+П/сп=Щ/сн щ(г)*Vпуст щ(г)*б 

Отсюда определяем расход песка и щебня или гравия (по формулам 4 и 5).

  (4)

               (5)

Отчет.

№ п/п	Показатель	Задание значения	Расчетные значения
Исходные данные	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	Марка бетона Марка цемента Вид заполнителя Подвижность бетонной смеси Жесткость бетонной смеси (см ) Плотность цемента Насыпная плотность цемента Плотность песка Насыпная плотность песка Плотность щебня (гравия) Насыпная крупность щебня (гравия) (мм ). Наибольшая крупность щебня (гравия)(мм) Пустотность щебня (гравия) Коэффициент раздвижки зерен
Расход материала на 1м3 бетона.	Цемента Воды Песка Щебня (гравия) В/Ц

Проверка: Ц/сц+В+П/сп+Щ(Г)/сщ(г) = 1000

  Ц: П:Щ (Г) = 1:X:Y

       Контрольные вопросы:

Что называется бетоном? Приведите классификацию бетонов. Что является активными компонентами бетонов? Какие заполнители существуют? Что используется в качестве тяжелых заполнителей? Что используется в качестве мелких заполнителей? Сколько % от общей массы составляют заполнители?