Визначення водопоглинання (водонасичення)

Межу мiцностi на тиск визначають при температурi 20º С сухих i водонасичених зразкiв. Перед дослiдом насиченi водою зразки розмiщають в водi на 10-15 хв. Швидкiсть руйнування повинна бути (3±0, 5) мм/хв.

R20=P/F, кгс/см². Rвод = P/F, кгс/см².

де R20 - межа мiцностi на стиск сухих зразкiв при тем пературi (20+2) С;

Rвод — межа мiцностi на стиск водонасичених зразкiв; Р - руй’Н навантаження, кгс;

F -- площа поперечного перерiзу зразка, см’.

6.Визначення коефiцiєнту водостiйкості асфальтобетону.

Коефiцiснт водостiйкостi показує, на скiльки зменшилась мiцнiсть асфальтобетону пiсля водонасиченiня i характеризує здатнiсть асфальтобетону протидiяти руйнуючiй дiї води.

Кв=Rвод/R20

де Rвод - межа мiцностi водонасичених зразкiв, Мпа;

R20- межа мiцностi сухих зразкiв при температурi 20º С, МПа.

Питання для самоконтролю. 1.Сутнiсть проектування складу асфальтобетону.

2. Як побудувати стандартнi кривi щiльнiх сумiшей, їх призначення.

3.Як визначити кiлькiсть бiтуму в асфальтобетонi?

4.Як визначити середню густину асфальтобетону?

5.Які властивостi асфальтобетону характеризує набрякання? Як воно визначається? 6. 3 якою метою визначають коефiцiєнт водостiйкостi? За якою формулою? 7.Якi властивостi асфальтобетону характеризує водонасичення? Як воно визначається?

Лабораторна робота №9. Тема: Гідравлічні в'яжучі матеріали.

Мета: Навчитись практично визначати властивості портландцементу.

Студент повинен знати: що таке портландцемент та з яких сировинних матерiалiв його виготовляють; способи виробництва; мiнералогiчний склад портландцементного клiнкера; властивостi та областi використання портландцемента.

Матерiально-технiчне обладнання робочого мiсця: об'ємомір, мiрний цилiндр, сферична чаша, терези, сушильна шафа, сито з сiткою 0, 08 мм., прилад Вiка, прилад Мiхаелiса, гiдропрес, форма для балочок, металевi пластинки для випробування балочок на згин, вiбростолик, бензин, портландцемент.

Змiст i послiдовнiсть виконання завдання.

Визначити:

1. тонкiсть помолу,

2. нормальну густину цементного тiста,

3. початок тужавлення,

4. рiвномiрнiсть змiни об’єму,

5. активнiсть та марку цементу.

Методичнi рекомендацii з використання i оформлення роботи.

Дослiдження властивостей портландцементу виконують згiдно з iснуючими нормативними документами (ДСТУ Б В.2.7-46-96). Для оцiнки якостi портландцементу загальнобудiвельного призначення визначають: iстинну густину, тонкiсть подрiбнення; водопотребу; строки тужавлення; рiвномiрнiсть змiни об’єму цементного тiста нормальної густоти, границю мiцностi при стиску та згинi.

Таблиця.Оцінка властивостей портландцементу (за вимогами ДСТУ Б В.2.7-46-96)

1. Визначення тонкості подрібнення.

Для випробування відважують 50 г цементу і насипають на сито. Закривають сито кришечкою, установлюють його в прилад і включають електродвигун на 5-7 хв, виключають, виймають сито, знімають кришку та піддон. Тонкість подрібнення визначають як залишок на ситі з сіткою № 0, 08 в процентах від початкової маси. Тонкість подрібнення цементу повинна бути не менше 85 %, а залишок не більше 15%.

де m1 - залишок на ситі; m2 - маса цементу для випробування, 50 г.

2. Визначення нормальної густоти цементного тіста

Нормальну густоту цементного тіста визначають на приладі Віка, замінив голку приладу стержнем. Маса рухомого стержня приладу повинна бути 300±2г. Для виготовлення цементного тіста відвішують 400г цементу, висипають в сферичну металеву чашу. В цементі роблять заглиблення, в яке за один раз виливають відмірену воду вкількості 25-28%.від маси цемента. Заглиблення, в яке була налита вода, за допомогою стальної лопатки заповнюють цементом та через 30 с після цього починають перемішувати. Перемішують 5 хв. Після перемішування цементне тісто укладають в кільце, яке п'ять-шість разів струшують, постукуючи пластинкою з прижатою до неї кільцем по поверхні стола.

Залишок цементного тіста зрізують ножем. Кільце на скляній пластинці ставлять під стержень приладу Віка, стержень приводять в доторканість з поверхнею тіста в центрі кільця та закріплюють його в такому положенні. Швидко відкріплюють зажимний гвинті, стержень вільно занурюється в тісто, через 30с по шкалі приладу фіксують глибину заглиблення стержню. Густина цементного тіста вважається нормальною, якщо стержень не доходить до дна скляної пластинки на 5-7 мм. Якщо ні, ці досліди проводимо ще раз, змінюючи кількість води.

3. Визначення початку тужавлення цементного тіста.

Строки тужавлення визначають зануренням голки приладу Віка у цементне тісто нормальної густоти. Початок тужавлення - час від початку замішування до моменту, коли голка не доходить до дна на 1-2 мм. Кінець тужавлення визначається у момент, коли голка занурюється в тісто не більше як на 1-2 мм.

4.Визначення рівномірності зміни об'єму цементу.

Визначення рівномірності зміни об'єму цементу виконують відповідно до стандарту (ГОСТ 310.3) за допомогою коржиків (плескачиків) масою 75 г, діаметром 7...8 мм і товщиною посередині близько 1 см, відформованих із тіста нормальної густоти. Виготовлені зразки витримують на гратці у ванні з гідро- затвором протягом 24 годин, після цього їх кип'ятять у воді протягом 3 годин. Зовнішнім оглядом зразків встановлюють наявність руйнувань, радіальних і діаметральних тріщин, які доходять до краю, або сітки дрібних тріщин, а також збільшення об'єму плескачиків. При наявності таких деформацій цементного каменю вихідний портландцемент відбраковується.

5.Визначення активності цементу.

Активність портландцементу характеризується його міцністю, встановленою при випробуванні при стиску половинок зразків-балочок розмірами 40x40x160 мм. і Ці зразки

виготовляють iз цементно-пiщаної розчинової сумiші складу 1: 3 (за масою) при В/Ц=0, 4 на однофракцiйному стандартному кварцовому пiску, при консистенцiї сумiшi, що оцiнюється за розпливом конуса 106...115 мм. Протягом першої доби зразки зберiгають у камерi з вологим повiтрям у формi, а пiсля вивiльнення iз форми - у ваннi з водою при температурi 20±2°С протягом 27 дiб. Зразки попередньо випробовують на згин, а потiм на стиск з використанням спецiальних накладних металевих пластинок площею 25 см². Для портландцементу мiцнiснi характеристики визначаються пiсля 28 дiб, а для глиноземистого цементу - пiсля З дiб (ГОСТ 310.4).

6.Визначення марки цементу.

Таблиця. Міцність цементу різних марок

Після виконання лабораторної роботи студент повинен вміти: Визначати основні властивості портландцементу.

Лабораторна робота № 10, 1. Тема: Проектування цементобетонних сумішей.

1. Мета: Проектування бетонної сумiшi. Добір складу бетону за методом абсолютних об'ємів.

Розрахунок і підбір складу важкого бетону

1. Розрахунок номінального складу бетону. Визначення коефіцієнта виходу бетонної суміші.

Для розрахунку складу необхідно мати наступні дані: задану марку бетону Rб, необхідну легкоукладуваність бетонної суміші, що визначається осіданням конуса ОК, см, а також характеристики початкових матеріалів - вид і активність цементу Rц, насипну густину складових ρ нц, ρ нп, ρ нщ, середню густину ρ оц і ρ оп, ρ ощ, пустотність щебеню (гравію) Vn щ, найбільшу крупність їх зерен і вологість заповнювачів Wn, Wщ.

Склад бетону розраховують на 1 м³

бетону в наступній послідовності: обчислюють водоцементне відношення, витрату води, витрату цементу, витрати крупного і дрібного заповнювачів на 1 м³ бетонній суміші. Водоцементне співвідношення В/Ц визначається по наступних формулах:

В/Ц= для бетонів з В\Ц 0.4,

В\Ц= для бетонів з В\Ц 0.4.

Де Rб- марка бетону, МПа(кгс/см ); -активность цементу, МПа(кгс/см ); коефіцієнти, що враховують якість матеріалів (див..табл.1)

Витрату води (водопотреба, л/ м³ визначають виходячи із заданої легкоукладуваності бетонної суміші по таблиці.2, яка складена з урахуванням виду і великості зерен заповнювача

Значення коефіцієнтів Таблиця 1.

Характеристика заповнювачів і цементу
Високоякісні	0.65	0.43
Рядове	0.60	0.40
Пониженої якості	0.55	0.37

Водопотреба бетонної суміші Таблиця 2.

Примітка. Показники таблиці справедливі для бетонної суміші на портландцементу і піску середньої крупності. При використанні пуцоланового портландцементу витрата води збільшується на 20 кг/м³, у разі застосування дрібного піску витрата води збільшується на 10 кг а при використанні великого піску зменшується на 10 кг.

Після визначення кількості води для 1000л(1м³) бетону користуючись водоцементним відношенням В/Ц, підраховують кількість цементу:

Ц=В: (), кг

Витрата щебеню (гравію) і піску на 1м³ бетону:

Щ=

П=[1000-( + + )] ρ п кг,

Де Ц, В, П, Щ- маса матеріалів кг в1 м³ бетону; Рц, РН, Рп, Рщ - істинна густина цементу, води, піску і щебеню, кг/л: РНЩ- насипна густина щебеню, кг/л

Значення коефіцієнта α для пластичних бетонних сумішей Табл..3

Витрата цементу, кг/м³	Коефіцієнт α при
0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
	- - 1.32 1.4 1.5	- 1.3 1.38 1.46 1.56	1.26 1.36 1.44 - -	1.32 1.42 - - -	1.32 - - - -

Примітка. При інших значеннях

Ц і В/Ц коефіцієнт находять інтерполяцією

Визначивши витрату компонентів Ц, В, П, і Щ на 1 м-тоді бетонної суміші, обчислюють її щільність:

Р = ц + в+ п+ щ, кг/м³

І коефіцієнт виходу бетонної суміші β:

β = ,

де Ц, У, П, Щ, - витрата матеріалів на 1м³ бетону, кг, нц, , - насипна щільність матеріалів, кг / л. Значення коефіцієнта виходу бетонної суміші зазвичай знаходиться в межах:

β =0, 55÷ 0, 75.

2. Розрахунок витрати матеріалів на пробний заміс.

Визначивши кількість цементу, води, піску, щебеню або гравію на 1м³ бетону, готують бетонну суміш, перевіряють її рухливість або жорстокість і уточнюють склад.

Пробний заміс зачиняють в об'ємі 30-50л.Якщо бетонна суміш вийшла менш рухливою, чим вимагається, то збільшують кількість цементу і води порціями по 10% від первинного, не міняючи В/Ц.У випадку, коли рухливість суміші вийшла більше за потрібну, додають невеликими порціями пісок і великий заповнювач, зберігаючи співвідношення їх постійним. Таким шляхом домагаються заданої рухливості бетонної суміші і уточнюють витрату матеріалів на заміс Цз, Пз, Щз, Вз, а по ньому і на1м³ бетону. По уточнених витратах матеріалів на пробний заміс визначають об'єм бетонної суміші(л), отриманий після коригування складу по рухливості.

Vз = ,

де -маса цементу, води, піску і щебеню (гравію), витрачених на заміс, кг; - плотнітсть бетонної суміші, кг/л.

Знаючи об'єм бетонної суміші в замісі і витрату матеріалів для отримання цього об'єму, можна визначити уточнену витрату матеріалів на 1м³, кг:

Ц= ; В= ;

П= ; Щ= .

3. Розрахунок витрати матеріалів на польовий склад.

Оскільки заповнювачі на виробництві завжди містять деяку кількість вологи те цю вологу необхідно враховувати в розрахунку складу бетону.

Масу піску і щебеню визначену за розрахунком для сухих матеріалів, не обхідно збільшити на масу води, що міститься в них, визначену на 1м³ бетону, слідує уменшить на масу води, що міститься в заповнювачах.

Польовий склад визначається таким чином:

Цпол = Ц, Ппол=П+П , Щпол=Щ+Щ ,

Впол=В-(П + Щ )

де Ц, П, Щ, В- витрати матеріалів на 1 м³ бетону при сухих матеріалах, кг; Wn, Wщ- вологість піску і щебеню, %; Цпол, Ппол, Щпол Впол- польові витрати матеріалів на 1м³ бетону з урахуванням вологості матеріалів, кг
Склад бетону виражають формулою

: .

4Розрахунок витрати матеріалів на місткість бетономішалки.
Підчіт витрати матеріалів на заміс бетонозмішувача певної місткості призводять по формулах:

Ц= β, Щ= П=

В= β.

ДеVм - об'єм бетономішалки, л; β - коефіцієнт виходу бетону.

Приклад. Підібрати склад важкого бетону марки М300 з рухливістю суміші ОК=3 см для бетонування балок і розрахувати витрату матеріалів на заміс бетономішалки з об'ємом барабана VМ = 1200л

Матеріали: портландцемент марки 480, насипною щільністю Рнц =1, 2 кг/л, істинною щільністю Рц=3.1 кг/л писок з насипною щільністю Рнп=2.62кг/л, з вологістюWп=3% щебінь з насипною щільністю в сухому стані Рнщ=1.6 кг/л, істинною щільністюРщ=2.8 кг/л, пустотністю V пуст.щ=0.43 найбільшою крупністю зерен 40мм і вологістюWщ=1%

Визначають номінальний склад бетону.
Визначається водоцементне відношення:

В/Ц=

де по таблиці 1.

Витрата води по таблиці. 2 д ля бетону на щебені при осіданні конуса 3см(в)=175(кг).
Витрата цементу на 1м³ бетону: Ц=В: (В/Ц)=175: 0, 68=259кг.Витрата щебню на 1м³ бетону:

Щ=

Де α =1, 3 по таблиці. 3.
Витрата піску на 1 м³ бетону:

П=[1000-( +В)] Рп=[1000-(

На 1 м³ бетону одержали: цемента-259 кг; щебеня-1416 кг; піску-617 кг; води-175 кг.
Розрахункова густина бетонної суміші (маса одного кубометра):

Ррасч=Ц+П+Щ+В=259+617+1416+175=2467кг/м³.

Коефіцієнт виходу бетону:

Витрата матеріалів для пробного замішування.

На заміс у 50 л (0, 05 м³.) потрібно матеріалів: цементу-259 ·0, 05 = 12, 95 кг; піску-617· 0, 05 = 30, 85 кг; щебеню-1416 ·0, 05 = 70, 80 кг; води-175 ·0, 05 = 8, 75 кг.

Готують бетонну суміш і перевіряють осадку конуса. Якщо осадку конуса з розрахункового замісу вийшла менше ніж 3см, наприклад1см, то тоді додають по 10% цементу і води. Цементу додається 12, 95· 0, 1 = 1, 295 кг;

води-8, 75· 0, 1 = 0, 875 кг.

Суміш заново перемішується і знову визначається осадка конусу. Якщо осадка конусу вийшла рівною розрахункової, то далі роблять перерахунок складу бетону на заміс з урахуванням доданого цементу і води.

Цц=12, 95+1, 295=14, 25кг або за об’ємом Vц=

Вц=8, 75+0, 875=9.63 кг або за об’ємом Vв=

Пз=30, 85 кг або за об’ємом Vп

Щз=70, 8 або за об’ємом Vщ=

Vзамеса=4, 6+9, 63+11, 7+25, 4=51, 3л.Знаючи об’єм відкоригованого замісу v та фактичні витрати матеріалів на заміс Цз, Уз, Пз, Щз визначають витрату матеріалів на 1 м³ (1000л) бетонної суміші.

Ц= Цз·

В=Вз·

П= Пз·

Щ= Щз·

Разом 2429 кг-фактична густина бетонної суміші.

Перерахунок складу бетону на польовий. Так як пісок має вологість Wп =3%, а щебінь Wщ = 1% необхідно зменшити розрахункову кількість води на масу води, що міститься в піску П і щебеню Щ·

Вп=В-(П

Кількість піску слід збільшить кількість піску на масу міститься в ньому води:

Пп=П+П =599+599

Кількість щебеню слід збільшить кількість піску на масу міститься в ньому води:

Щп= Щз+Щ =1366+1366

Таким чином, польовий склад бетону по масі буде:

Визначення витрати матеріалів на заміс бетономішалки, ємністю 1200л.

Ц V =

П V= Пп= 617=487

Щ V= =

ВV= Вп=

Лабораторна робота № 10, 2, № 10, 3. Тема: Проектування і виготовлення цементобетонних сумішей.

Мета: Приготування бетонної сумiшi, визначення середньої густини, виготовлення стандартних зразкiв та визначення мiцностi бетону.

Студент повинен знати: склад бетону, його властивості, властивості бетонної суміші та методи їх оцінювання.

Лабораторне обладнання: Посуд для приготування бетонної сумiшi, лопатки для перемiшування бетонної сумiшi, стандартний конус, стандартнi форми для виготовлення зразкiв, терези, гiдравлiчний прес, матерiали для приготування бетонної сумiші.

Методичні рекомендації до виконання лабораторної роботи.

1. Приготування бетонноi сумiшi.

Згiдно розрахунку матерiалiв для пробного замiсу зважуєм щебеню 10, 8 кг, пiску 5, 77 кг цементу, 2, 180 кг, води 1, 4 л. Сухi компоненти висипаєм у посуд для замiшування. Спочатку перемiшуєм пiсок i цемент до одержання однородної маси, додаємо щебiнь, перемiшуємо, виливаємо заданую кiлькість води i ретельно перемiшуємо до одержання однорідної маси. 2. Визначення рухомостi.

Готову бетонну сумiш закладасм в стандартний конус, що установлений на металiчний пiддон. Перед випробуванням конус i все приладдя протираємо вологою тканиною. Загрузку бетонної сумiшi виконуємо трьома шарами, штикуя кожний шар 25 разiв. Пiсля ущiльнення, надлишок бетонної сумiшi зрiзаємо в рiвень верхнiм краєм конусу. Пiсля цього, конус плавно знiмаєм з бетонної сумiтлi i встановлюємо поруч. Рухомiсть сумiшi (Р) визначають (ГОСТ 10181.1) за допомогою стандартного конуса i розраховують у сантиметрах як рiзницю висоти форми та бетонної сумiшi, що утворилася пiсля зняття форми. Якщо сумiш пiсля зняття конуса не осiдає, її вiдносять до жорстких i для оцiнки її консистенцiї використовують спецiальний прилад

Оцiнка легкоукладальностi бетонної сумiшi за допомогою стандартного конуса для визначення рухомостi (а) та стандартного вiскозиметра для визначення жорсткостi (6 1 жорстка сумiш; 2 - рухома сумiiл; З — осiдання конуса; 4 - змiна положения сумiшi при вiбрацiiГ. 3. Приготування зразкiв для випробування.

Із бетонної сумiшi формують стандартнi зразки для визначення мiцностi бетону. Для цього використовують розбiрнi металiчнi форми 1 5х 1 5х 15 см. Форму перед заповненням змазують i зважують. Бетонну сумiш укладають трьома шарами, ущiльнюючи кожний штикуванням 10-20 разiв. Пiсля цього, форми з надлишком сумiшi встановлюють на вiброплощадку i ущiльнюють 1...2 хв.. поверхню бетону вирiвнюють, зрiзають надлишок сумiшi.