МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. Определение плотности бетона

Определение плотности бетона . Плотность согласно ГОСТ 12730.1 определяют испытанием образцов в состоянии естественной влажности или нормированном" влажностном состоянии: сухом, воздушно сухом, нормальном, водонасыщенном. При определении плотности бетона в нормальных влажностных условиях образцы хранятся 28 суток в камере нормального твердения, эксикаторе иди другой герметичной емкости при относительной влажности воздуха не менее 96% и температуре 20 - 2 ° С.

Объем образцов правильной формы вычисляют по их геометрическим размерам. Размеры образцов определяют линейной или штангенциркулем с погрешностью не более 1 мм. Кассу образцов определяют взвешиванием с погрешностью не более 0,1%.

Плотность бетона образца Р вычисляют с погрешностью до 1 кг/м³ по формуле

где

т - касса образца, г ;

V - объем образца, см³.

Плотность бетон серии образцов вычисляют как среднее арифметическое значение результатов испытания всех образцов серии.

В журнале, в который выносят результаты испытаний, должны быть предусмотрены следующие графы:

- маркировка образцов;

- возраст бетона и дате испытания;

- влажностное состояние образца в момент испытания;

- плотность образце исерии образцов.

Определение влажности бетона

Влажность согласно ГОСТ 12730.2 определяют испытанием образцов или проб, полученных дроблением образцов после их испытания не прочность. Наибольшая крупность раздробленных кусков бетона домке быть не более максимального размера верен заполнителя. Из раздробленного материала путем квартования отбирают усредненную пробу мессой не менее 1000 г.

Подготовленные пробы или образцы взвешивают, ставят в сушильный шкаф и высушивают до постоянной массы при температуре 105 С. Постоянной считают массу пробы (образца), при которой результаты, двух последовательных взвешиваний отличается не более чем не 0,1%. При этом время между взвешиваниями должно быть не менее 4, ч. Взвешивание производят с погрешностью до 0,01 г.

Влажность бетона пробы (образце) по мессе W в процентах вычисляет с погрешностью до 0,1% по формуле

где

mв - плотность сухого бетона, г/см³ ;

тc - плотность воды, принимаемая равной 1 г /см³

Влажность бетона серии проб (образцов) определяют как среднее арифметическое результатов определения влажности- отдельных проб (образцов) бетона. В журнале, в который выносят результаты испытаний, должны быть предусмотрены следующие графы: маркировка образцов; место и время отбора проб; влажностное состояние бетона; возраст бетона у дата испытаний; влажность бетона проб (образцов) и серий по массе; влажность бетона проб (образцов) к серий по объему.

Порядок выполения работы

Задание

Подобрать состав керамзитобетона с требуемыми показателями физико-технических свойств.

Оборудование, инструмента и материалы:

Пресс гидравлический, весы технические, комплект гирь, конус стандартный, виброплощадка лабораторная, боек для приготовления бетона, нельмы, лабораторная камера для пропаривания бетона.

Материалы: цемент (ГОСТ 11078-76); гравий и песок керамзитные; песок перлитовый, воздухововлекающих и пенообразующие добавки.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1. Каждой бригаде необходимо недобрать оптимальный состав керамзитобетона с требуемыми показателями физико-технических свойств бетона с применением исходных материалов, указанных в табл. 1 (вариант назначается преподавателем ).

3. Произвести выбор крупного пористого заполнителя по объемной насыпной кассе в учетом получения керамзитобетона требуемой структурны объемной мессы г.о данным табл. 2

Таблице 2

Объемная масса керамзитобетоны плотной и поризованной структуры

Примечание В таблице приведены три. значения объемной массы кремзитобетона первое- для бетона плотной структуры с использованием в качестве легкого наполнителя (пористого), получаемого от дробления использующего крупного заполнителя; второе - для бетона поризованной структуры на том же дробленом керамзитном песке; третье значение - для бетона поризованной структуры на вспученном перлитовом песке.

При выборе крупного заполнителя следует также руководствоваться требованиями СНиП по соблюдению нормируемого отношения объемной (насыпной массы керамзита к объемной массе керамзитобетона ( табл. 3 ).

Таблица3

Зависимость между объемными массами керамзита и керамзитобетона

3. Назначить расход цемента для опытных замесов по табл. 4

Таблица 4

Ориентировочная расход цемента марки 400 для керамзитобетона

Примечание :

1. В таблице приведены три значения расхода цемента 1-е для керамзитобетона плотной структуры на дробленном керамзитовом песке; 2-е - для поризованного керамзитобетона при сокращенном расходе дробленого песка; 3-е - для поризованного керамзитобетона с применением вспученного перлитового Песка.

2. Прочерки в графах свидетельствуй', что применение керамзита данной марки не рекомендуется из-за. превышения нормируемой объемной кассы бетона.

3. Поправочное коэффициенты к расходу цемента в зависимости от его марки: "З00" - 1,2; «400^» - 1; "500" - 0,9; "600" - 0,8.

4. Назначить ориентировочный расход рассортированных пористых заполнителей на основе данных, приведенных в табл. 5.

Таблица 5 Ориентировочный расход пористых заполнителей для керамзитобетона

Примечание : Для конструкционно-теплоизоляционного бетона установлены оптимальные параметры пористого заполнителя. Рекомендована предельная крупность гравия 20 мм, минимальный размер равен- б мм. Таким, образом, смесь фракций 5-20 мм - оптимальная. Согласно требованиям СНиП содержание фракций 5-10мм в смеем должно быть в пределах 30-70% по объему.

5. Назначить расход воды дли опытных замесов в зависимости от требуемой подвижности бетонной смеси и свойств применяемых заполнителей ( табл. 6 ).

6. В таблице указан обычный расход, о учетом воды, необходимой для приготовления рабочих растворов пенообразователей.

7 Назначение расходы материалов и вода на 1 м⁸ бетона, а так же и на замес занести в таблицу.

8. приготовить три замеса бетонной смеси объемом 10 л каждый равными расходами цемента

Первый замес - с принятым расходом цемента, два других - с уменьшенным и увеличенным на 10?. от первоначального расхода. Для каждого замеса уточнить расход воды, добиваясь заданной удобоукладывоемости бетонной смеси.

9 Из бетонной смеси заданной удобоукладнваемости изготовить образцы размером10x10x10 см с уплотнением смеси на виброплощадке.

10. После окончания уплотнения определить объемную замесу уплотненной бетонной смеси.

11. Назначить режим пропаривания образцов в соответствии с данными табл. 7.

Таблица 6

Водопотребность керамзитобетонноя смеси, д/м³

Таблица 7 Ориентировочные режимы пропаривания изделий из керамзитобетона

12. Произвести тепловлажностную обработку образцов в соответствии с назначенным режимом пропаривания.

13. Через 4 часа после тепловлажностной обработки образцы расформовать, взвесить и испытать на прочность. Результаты за
нести в таблицу.

14. Определить влажность керамзитобетона.

15.По влажности керамзитобетона и по его объемной мессе после испытания подсчитать объемную массу бетона в сухом состоянии результаты занести в таблицу.

16.Установить графическую зависимость прочности керамзитобетона от расхода цемента.

17.Установить состав бетона с оптимальным расходом цементе (по графику ).

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Назначенный расход материалов на опытные замесы, объемом 10 л каждый, заносим в табл. 8.

Таблица 6 Расход материалов на опытные замесы

2. Результаты определения объемной массы керамзитобетонной смеси заносим в табл. 9

Таблица 9

Результаты определения объемной массы керамзитобетонной смеси

3. Результаты испытания образцов на сжатие и объемной массы керамзитобетона заносим в табл. 10

Таблице 10

Результаты определения прочности и объемной кассы керамзитобетона

4. Результаты определения влажности керамзитобетона и объемной массы бетона в сухом состоянии заносим в табл. 1

Таблица 11

Результаты определения влажности керамзитобетона и его объемной кассы в сухой состоянии

5. Строим графическую зависимость прочности керамзитобетоне от расход цемента и определяем оптимальный состав бетона.

6. Определяем что для получения требуемых расчетных характеристик керамзитобетона (прочность МПа и объемная масса кг/м³) необходим следующий расход материалов на 1 м³ бетона:

цемент марки 400 кг, керамзитового гравия кг, песка кг, воды л, добавки кг.

Оформление отчета по работе (см, введение)

Вопросы для самопроверки

1)Назовите основные показатели качества пористых заполнителей, применяемых для легких бетонов)

2) Назовите основные принципы расчетно-эксперементального метода подбора оптимального состава керамзитобетона.

1. Технология бетона. Учебник. Ю.М. Баженов. – М.: Изд-во АСВ, 2007. – 528 с.

2. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высокопрочные бетона. – М., 2006.

3. Ферронская А.В. Долговечность конструкций из бетона и железобетона. – М., 2006.

4. Лесовик В.С. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород. – М.,2006.

5. Гридчин А.М. Строительное материаловедение. Бетоноведение: лабораторный практикум /А.М. Гридчин, М.М. Косухин, Р.В. Лесовик. – 2-е изд. перер. и доп. – Белгород: изд. БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. – 366 с.

6. ГОСТ 10181.0. Смеси бетонные. Общие требования к методам испытаний.

7. ГОСТ 7473. Смеси бетонные. Технические условия.

8. ГОСТ 10181.2. Смеси бетонные. Метод определения плотности

Лабораторная работа №7

ПОДБОР СОСТАВА СИЛИКАТНОГО БЕТОНА АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ.

Цель работы: произвести расчет и подобрать состав плотного силикатного бетона требуемой прочности на основе исходных материалов с заданными свойствами.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТНИЯ

Подбор состава силикатного бетона производят с учетом заданной прочности бетона, удобоукладываемости смеси, содержания активной окиси кальция в извести, крупности песка и его зернового состава. Вяжущим в силикатом бетоне является смесь тонкомолотого песка и извести, при этом используется смесь: известь-кипелка с содержанием активной окиси кальция около 70% молотый кварцевый песок с удельной поверхностью 1500, 2000 и 2500 см²/г. В качестве заполнителя используется немолотый кварцевый песок мелкий и средний (ГОСТ 8776-62)

МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТА

Методика эксперемента по каждому этапу работы подробно изложена в разделе «Порядок выполнения работы».

Задание

Произвести подбор состава силикатного бетона заданной марки по прочности и установить зависимость прочности бетона от расхода вяжущего.

Оборудование, инструменты и материалы:

Пресс гидравлический, весы технические, комплект гирь, комплект мерной металлической посуды, технический вискозиметр, формы для бетонных образцов, боек для приготовления бетона, кельма, автоклав лабораторный, Материалы : песок кварцевый, песок тонко-молотый, известь-кипелка.

Для бригады № 1

Подобрать состав силикатного бетона марки 150 для изготовления панелей внутренних стен. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка S=1500 см²/г. Содержания активной СаО в извести 70%

Для бригады № 2

Подобрать состав силикатного бетона марки 300 для изготовления пустотных настилов перекрытия. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка S=2000 см²/г. Содержания активной СаО в извести 70%

Для бригады № 3

Подобрать состав силикатного бетона марки 150 для изготовления панелей внутренних стен. Песок мелкий, удельная поверхность молотого песка S=2500 см²/г. Содержания активной СаО в извести 70%

Для бригады № 2

Подобрать состав силикатного бетона марки 200 для изготовления цокольных панелей. Песок средний, удельная поверхность молотого песка S=2000 см²/г. Содержания активной СаО в извести 70%

Работа выполняется в следующей последовательности.

Произвести расчет состава плотного силикатобетона.

1. В зависимости от вида изделий назначить требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, использя данные табл. 1.

Таблица 1

Удобоукладываемость силикатобетонной смеси.

2. В зависимости от крупности принимаемого песка определить влажность силикатобетонной смеси, используя данные табл. 2

Таблица 2

Удобоукладываемость по техническому вискозиметру в зависимости от влажности силикатобетонной смеси при песке разной крупоности.

3. В зависимости от требуемой марки бетона и формовочной влажности бетонной смеси установить объемную массу сухой смеси, используя данные табл. 3

Таблица 3

Объемная масса сухой смеси в зависимости от формовочной влажности смеси.

4. Установить расход вяжущего и воды на 1м³ бетона в зависимости от удельной поверхности молотого песка, марки бетона и формовочной влажности смеси, используя данные табл 4.

5. Определить содержание активной СаО в смеси в зависимости от верного состава песка по данным табл. 5.

6. Определить количество активной СаО, исходя из найденного ранее веса сухой смеси в 1 м³ бетона и зная содержание в ней активной СаО по формуле

Таблица 4

Расход вяжущего и воды в зависимости от удельной поверхности молотого песка, марки бетона и формовочной влажности смеси.

Таблица 5

Содержание активной СаО в смеси в зависимости от зернового состава песка

7. Определить количество (балловое) извести «И_в» в 1м3 смеси по формуле :

Где А_и-содержание активной СаО в извести %

8. Определить содержание активной окиси кальция в вяжущем по формуле:

9. Определить содержание молотого песка «П_М» на 1 м³ бетона по формуле

П_М=Ц-Ц_В=

10. Определить содержание немолотого песка «П_Н» как разность сухой смеси и вяжущего в 1 м³ :

11. Занести рассчитанное количество исходных материалов в табл.6 и изготовить три партии образцов с найденным расходом вяжущего, на 10% больше и на 10% меньше и с соответствующим изменением количество немолотого песка.

12. Произвести автоклавную обработку образцов из силикатного бетона по следующему режиму: подъем температуры до 175^о С 1,5-2 ч. Выдержка-8ч. Снижение температуры до 100^о С - 1,5-2ч.

13. Произвести испытание образцов на прочность. Испытание проводиться через несколько дней после автоклавной обработки в срок, установленный преподавателем.

14. Занести результаты эксперимента в табл.7

15. Установить графическую зависимость между прочностью бетона и расходом вяжущего по графику установить оптимальный объемную массу.

ОБРАТОБКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

1. Определяем требуемую удобоукладываемость бетонной смеси (по табл. 1) I= c.

2. Определяем влажность силикатобетонной смеси (по табл. 3)

W= %.

3. Устанавливаем объемную массу сухой смеси

γ_c= кг/м³

4. Определяем расход вяжущего и воды на 1 м³ бетона

Ц= кг

В= л

5. Определяем содержание активной СаО в смеси.

А_о= %

6. Определяем количество активной СаО

И_а= кг/м³

7. Определяем количество извести (валовое)

И_в= кг/м³

8. Определяем содержание активной окиси кальция в вяжущем

А_В= %

9. Определяем содержание молотого песка

П_м = кг/м³

10. Определяем содержание немолотого песка

П_н = кг/м³

11. Расчитанное количество исходных материалов указано в табл. 6

Таблица 6

Расход материалов на опытные замесы (10л)

Примечание: Расход материалов на замес объемом 10л.

12. Результаты эксперимента по определению прочности и объемной массы силикатного бетона занесем в табл. 7

Таблица 7

Результаты определения прочности и объемной массы силикатного бетона

13. Устанавливаем графическую зависимость между прочностью бетона и расходом вяжущего.

14. По графику устанавливаем что при расходе вяжущего, равном кг, обеспечивается требуемая прочность и объемная масса силикатного бетона.

Оформление отчета по работе (см, введение).

Вопросы для самопроверки

1. Какова последовательность расчета состава силикатного бетона автоклавного твердения?

1. Технология бетона. Учебник. Ю.М. Баженов. – М.: Изд-во АСВ, 2007. – 528 с.

2. Баженов Ю.М., Демьянова В.С., Калашников В.И. Модифицированные высокопрочные бетона. – М., 2006.

3. Ферронская А.В. Долговечность конструкций из бетона и железобетона. – М., 2006.

4. Лесовик В.С. Повышение эффективности производства строительных материалов с учетом генезиса горных пород. – М.,2006.

5. Гридчин А.М. Строительное материаловедение. Бетоноведение: лабораторный практикум /А.М. Гридчин, М.М. Косухин, Р.В. Лесовик. – 2-е изд. перер. и доп. – Белгород: изд. БГТУ им. В.Г. Шухова, 2005. – 366 с.

6. ГОСТ 10181.0. Смеси бетонные. Общие требования к методам испытаний.

7. ГОСТ 7473. Смеси бетонные. Технические условия.

8. ГОСТ 10181.2. Смеси бетонные. Метод определения плотности

Время, отведенное на лабораторную работу.

Подготовка к работе 2 акад. ч.

Выполнение работы 2 акад. ч.

Обработка результатов эксперимента и оформление отчета. 2 акад. ч.

Лабораторная работа 8

ИЗУЧЕНИЕ МЕТОДА ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКОГО НАТЯЖЕНИЯ АРМАТУРЫ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ ПРЕДВАРИТЕЛЬНО-НАПРЯЖЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ.

Цель работы: ознакомить студентов с электротермическим способом натяжения стержневой арматуры, т. Е. с методикой расчета длины арматурной заготовки и температуры нагрева её, а также с измерением величины натяжения арматуры по её удлинению и напряжению.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Лабораторная работы проводиться на одном из заводов железобетонных изделий, на котором используется электротермическое натяжение стержневой арматуры. Сущность электротермического способа натяжения арматуры заключается в том, что арматурные заготовки, нагретые электрическим током до требуемого удлинения, фиксируются в таком состоянии в жестких упорах. Упоры препятствуют укорочению заготовок при остывании, вследствие чего в них возникают заданные напряжения.

Студенты должны произвести расчет длины арматурной заготовки, а также проверить достаточность температуры нагрева стержня для того завода железобетонных изделий, на котором производиться указанная лабораторная работа, сравнить полученные данные с данными производства. После проверки стержня необходимо проверить фактическое натяжение стержневой арматуры динамометров ПРД.

Арматурные заготовки, предназначенные для натяжения на упоры форм, поддонов и инвентарных стендов, снабжаются по концам временными анкерами. Расстояния между внутренними (опорными) плоскостями этих анкеров на заданную величину меньше расстояния между напружными гранями упоров.

Требуемая длина отрезанного стержня стали определяется по формуле:

L_o=L_заг+2а

Где

а- длина конца стержня расходуемого на установку или образование временного концевого анкера, мм;

L_заг- Длина арматурной заготовки, равная расстоянию между опорными поверхностными временных концевых анкеров, мм

L_заг=L_уп-ΔL_см-ΔL_фор-ΔL_абс

Где

L_уп- расстояние между наружными гранями упоров принимается равным длине напряженной арматуры в пределах изделия (т. Е. длине изделия) плюс две длины конструкции упора. (При выполнении студентом работы на заводе расстояние между упорами измеряется);

ΔL_см- величина учитывающая снятие высаженных голорок и упоров; ΔL_см принимается равной 3-5мм;

ΔL_фор- продольная деформация Формы или поддона при натяжений арматуры, находится по рабочим чертежам формы; если чертежей нет ΔL_фор принимается равной 1мм.

ΔL_абс – абсолютное удлинение натянутой арматурной заготовки

При натяжении δ=δ₀+δ₁

Где

δ₀- заданное напряжение арматуры кг/см² ;

δ₁- верхнее и нижнее предельные отклонения заданного предварительного напряжения арматуры, равные при длине изделия 5м+1000 кг/см², при длине изделия 6,5+200кг/см²

Е- модуль упругости на растяжение, равный для всех видов стали 2х10⁶

Результаты измерения и расчета длины и абсолютного удлинения арматурной заготовки записываю в таблицу. Далее проверяют расчетом достаточная ли рекомендуемая температура нагрева для обеспечения свободной укладки напряженной арматуры в упоры форм.

Удлинение арматуры, минимально необходимое для заданного напряжения, должно быть не менее величины, определенной по формуле:

ΔL_т=ΔL_см+ΔL_фор+ΔL_абс+C_т

Где

С_т- дополнительное удлинение арматуры, обеспечивающее её свободную укладку в упоры, с учетом остывания при переносе в упоры, равное 1мм на пог. м длины арматурной заготовки.

Удлинение арматуры при нагреве до рекомендуемой температуры рассчитывается по формуле.

ΔL_ТР=(t_рек-t_окр)L_кон*α

Где

t_рек- рекомендованная температура нагрева арматуры, град.

t_окр- температуры окружающей среды, град;

L_кон- длина нагреваемого участка арматуры - расстояние между контактами, мм.

α – коэффициент линейного расширения стали класса и температурного интервала 20-400⁰ 13,8х10^-6

МЕТОДИКА РАБОТЫ

При выполнении работы для проверки фактического напряжения стержневой арматуры используются динамометром марки «ПРД». Принцип действия манометра основан на измерении величины прогиба натянутого стержня или другого вида арматуры под действием заданной поперечной силы. В данном случае действие прибора основано на упругой оттяжке стержня в середине его пролета с помощью тарированной пружины, которой сообщается постоянное перемещение. Деформация пружины измеряется индикатором и эти измерения представляют собой показания прибора.

Прибор тарируется на каждую дину диаметр арматуры. По данным тарировки строят график зависимости Р=f(У_пр) где Р- усилие натяжения в арматуре и У_пр- показания прибора. Эта зависимость для данной длины натягиваемого стержня и его диаметра является внешней характеристикой прибора. Такая тарировочная кривая должна быть на заводе, который пользуется прибор ПРД.

Перед производством замеров необходимо выполнить и соблюдать следующие:

1) Очистить опорную поверхность под лапами или корпусом прибора от грязи , рыхлой окалины и т. Д. так как наличие таких загрязнений влечет за собой погрешности в показаниях прибора.

2) Арматурный стержень должен быть осовобожден по всей длине от соприкосновения с закладными деталями, сварными корпусами, распорками и прочими предметами.

3) Перед установкой ноля на индикаторе прибора нагрузить и разгрузить пружину оборотами маховика, наведя крюк под измеряемый пруток.

4) Рукоятку маховика прибора следует вращать плавно без рывков и покачивания прибров.