Выводы по результатам испытаний

По результатам проведенных испытаний составляется сводная таблица определяемых показателей по нижеприведенной форме (табл.5.3) и проверяется соответствие образца цемента, подвергнутого испытанию, классификации и требованиям ГОСТ 30515-97, а также нормативного документа на конкретный вид цемента.

Таблица 5.3

№	Наименование показателя	Норма по НД	Фактическое значение
	Тонкость помола, %
	Нормальная густота, %
	Начало схватывания, час-мин
	Конец схватывания, час-мин
	Предел прочности при изгибе, МПа
	Предел прочности при сжатии, МПа

 

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой портландцемент?

2. Изложите методику определения насыпной плотности цемента?

3. Каковы требования стандарта к тонкости помола портландцемента?

4. Изложите методику определения нормальной густоты цементного теста?

5. Каким образом определяют сроки схватывания цементного теста и каковы требования стандарта?

6. Кратко изложите методику определения равномерности изменения объема цемента?

7. Какова методика определения марки портландцемента?

8. Какие марки портландцемента предусмотрены действующим стандартом?

 

Литература

 

1. Домокеев А.Г. Строительные материалы: Учеб. для строит. вузов. –М.: Высш. шк. 1986.- 495 с.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – М.: Высш. шк., 2001. – 367 с.

3. Попов Л.Н., Лабораторные испытания строительных материалов и изделий: Учеб.пособие. - М.: Высш. шк., 1984. – 255 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

 

ИСПЫТАНИЕ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

ДЛЯ РАСТВОРОВ И БЕТОНОВ.

(истинная плотность, насыпная плотность, пустотность, влажность, содержание пылевидных частиц, органические примеси,зерновой состава)

 

Цель работы: освоить методику и приобрести навыки и умения по определению основных строительно-технических свойств мелкого заполнителя для растворов и бетонов.

 

Приборы, материалы: песок, весы, мерная посуда, набор стандартных сит.

Заполнители - основная часть бетона. Занимая 80-85% его объема, они образуют жесткий скелет бетона и этим уменьшают его усадку и предотвращают образование усадочных трещин. Качество заполнителей в значительной мере влияет на технические свойства тя­желого бетона. В зависимости от размера зерен запол­нитель делят на мелкий (песок) и крупный (щебень).

В качестве мелкого заполнителя для приготовления тяжелого бетона применяют природный песок, который представляет собой рыхлую смесь зерен крупностью 0,14 – 5мм, образовавшуюся в результате естественного разрушения прочных горных пород. Природные пески в зависимости от условий залегания могут быть речные, морские и горные (овражные). Речные и морские пески имеют округлую форму зерен, горные пески содержат остроугольные зерна, что обеспечивает их лучшее сцепление с бетоном. Однако горные пески обычно больше загрязнены вредными примесями, чем речные и морские.

Для оценки качества песка, предназначенного для тяжелого бетона, в лаборатории определяют его истин­ную плотность, насыпную плотность, пустотность, влажность, содержание пылевидных и глинистых частиц, органических примесей, зерновой состав и модуль крупности. Для испытания песка от каждой партии отбирают среднюю пробу. Размер партии 500м³.Среднюю пробу получают путем отбора 10 – 15 отдельных частичных проб из различных мест партии.

Размер частичных проб принимают в пределах 10 – 20 кг с расчетом, чтобы масса средней пробы в четыре раза превышала количество песка, необходимого для проведения предусмотренных испытаний.

Отдельные пробы соединяют, тщательно перемешива­ют и перед отправкой в лабораторию сокращают мето­дом квартования или при помощи желобчатого дели­теля.

Метод квартования (рис. 6.1.) состоит в том, что пос­ле перемешивания среднюю пробу песка в виде усечен­ного конуса разравнивают слоем толщиной 8 – 10 см и делят через центр перпендикулярными линиями, про­ходящими через центр, на четыре равные части, из ко­торых две любые противоположные части удаляют, а две, оставшиеся после перемешивания и разравнива­ния, снова делят на четыре части. Такое деление про­должают до тех пор, пока не остается требуемое коли­чество песка.

 

Рис. 6.1. Метод квартования сыпучих и кусковых материалов

Желобчатый делитель (рис. 6.2) состоит из приемно­го бункера 1, желобов 2, лотков 3 и бункеров готовой пробы 4. Ширина желобов делителя должна в 1,5 раза превышать наибольшие размеры зерен песка. Засыпая пробу песка в приемный бункер, ее равномерно делят на две части. Для дальнейшего сокращения пробы снова пропускают через делитель и повторяют процесс деле­ния до получения средней пробы требуемого размера.

 

 

Рис. 6.2. Желобчатый делитель

 

Общий размер пробы песка для проведения лабора­торных испытаний может быть принят 10 кг при усло­вии выполнения нескольких видов испытаний, если в процессе испытаний определяемые свойства песка не изменяются. Например, можно определить зерновой со­став песка и содержание пылевидных и глинистых (или­стых) частиц после определения насыпной плотности.

Отобранную пробу упаковывают в тару и доставляют в лабораторию для испытания согласно ГОСТ 8735-88. В лаборатории пробы взвешивают и высушивают до по­стоянной массы в сушильном шкафу при температуре 105 – 110°С.

Для оценки качества песка, предназначенного для тяжелого бетона, в лаборатории определяют его истин­ную плотность, насыпную плотность, пустотность, влаж­ность, содержание пылевидных и глинистых частиц, ор­ганических примесей, зерновой состав и модуль крупно­сти.

На лабораторных занятиях учащиеся определяют истинную и насыпную плотность песка и его грануло­метрический состав. С остальными испытаниями знако­мятся по данному Практикуму, зарисовывают приборы и делают необходимые записи в журнале для лабора­торных работ.

 

Определение истинной плотности песка.

 

Истинная плотность песка определяется в пикномет­ре объемом 100 мл с риской на шейке. От средней про­бы песка берут навеску 30—40 г и просеивают через си­то с круглыми отверстиями диаметром 5 мм. Прошед­ший через сито песок переносят в бюкс или фарфоровую чашку и высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы при температуре 110+5°С. Затем бюкс с песком охлаждают до комнатной температуры в эксикаторе над концентрированной серной кислотой или над безводным хлористым кальцием. Из высушенного песка отвешива­ют две навески по 10 г каждая, всыпают ихв два чис­тых, предварительно высушенных взвешенных пикно­метра (рис. 6.3). Затем каждый пикнометр с песком перемешивают содержимое и ставят каждый пикнометр в наклонном положении на песчаную или водяную ба­ню. Содержимое пикнометра кипятят в течение 20 мин для удаления пузырьков воздуха. После удаления воз­духа пикнометр обтирают, охлаждают до температуры помещения, доливают дистиллированной водой до мет­ки и взвешивают. Затем пикнометр освобождают от со­держимого, промывают, наполняют дистиллированной водой до метки и снова взвешивают.

 

Рис. 6.3. Пикнометр

 

Истинную плотность песка вычисляют с точностью до 0,01 г/см³:

 

Р_п = [(т — т₁) р_в] /(т — т₁ + т₂ — т₃),

 

где: – масса пикнометра с песком, г;

– то же, пустого, г;

– то же, с дистиллированной водой, г;

– то же, с песком и дистил­лированной водой после удаления пузырьков воздуха, г;

– плот­ность воды, равная 1 г/см³.

 

Определение считают законченным, если расхожде­ние между двумя результатами не превысит 0,02 г/см³. При больших расхождениях истинную плотность песка определяют вторично. За окончательный результат при­нимают среднее арифметическое определения истинной плотности обеих навесок.

 

Определение насыпной плотности песка.

 

Насыпную плотность песка необходимо знать для расчета состава бетона, определения пустотности песка, атакже для расчетов, связанных с перевозкой песка, проектированием складов заполнителей и т. д.Для оп­ределения насыпной плотности песка в сухом состоянии среднюю пробу песка массой около 5 кг высушивают в сушильном шкафу при температуре 110+5 °С до по­стоянной массы и просеивают через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм. Затем охлажденный пе­сок всыпают металлическим совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр вмести­мостью 1 л. Когда цилиндр заполнится песком с некото­рым избытком в виде конуса, избыток осторожно без толчков и встряхиваний удаляют деревянной или метал­лической линейкой. После этого цилиндр с песком взве­шивают и вычисляют насыпную плотность:

Рп = (m₁ — m₂)/V,

 

где: – масса мерного цилиндра с песком, кг;

– то же без песка, кг;

– объем цилиндра,м³

 

 

Определение повторяют два раза, при этом каждый раз берут новую порцию песка. Окончательный резуль­тат вычисляют как среднее арифметическое двух опре­делений. Плотность песка в состоянии естественной влажности определяют так же, как и сухого песка, толь­ко среднюю пробу предварительно не высушивают.

 

 

Определение пустотности песка.

 

Пустотность определяют по предварительно найден­ным значениям плотности. Пустотность песка V_п,% по объему, вычисляют с точностью до 0,1 %:

 

V_п = [1-( / )]•100,

 

где: – насыпная плотность песка в сухом состоянии, кг/м³;

– истинная плотность песка, кг/м³.

 

Определение влажности песка.

 

Влажность песка определяют следующим образом. От средней пробы песка берут две навески массой не менее 500 г, взвешивают с точностью до 1 г и помеща­ют каждую в отдельный плоский сосуд, затем высуши­вают в сушильном шкафу при температуре 110+5оС до постоянной массы. В процессе высушивания песок ре­комендуется через каждые 30 мин перемешивать метал­лическим совком.

После достижения постоянной массы песок охлаж­дают и взвешивают. Влажность песка , % по массе, вычисляют по формуле:

 

где: – масса пробы влажного песка, кг;

– масса пробы сухого песка, кг.

 

Влажность песка вычисляют как среднее арифмети­ческое влажности двух проб.

 

Определение содержания в песке пылевидных частиц.

 

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

Суммарное содержание в песке пылевидных, глини­стых и илистых частиц (примесей) определяют методом отмучивания. Указанные частицы (размером менее 0,05 мм), будучи взмучены вместе с песком в воде, осаж­даются значительно медленнее зерен песка и благодаря этому могут быть легко отделены от песка.

Данное испытание выполняют следующим образом. Из пробы песка, высушенного до постоянной массы и просеянного сквозь сито диаметром отверстий 5 мм, отвешивают 1000 г, высыпают в сосуд для отмучивания (рис. 6.4.) и заливают водой с таким расчетом, чтобы высота слоя над песком была около 200 мм. Песок вы­держивают в воде около 2 ч, периодически перемешивая его стеклянной палочкой. По истечении 2 ч содержимое сосуда энергично перемешивают и оставляют на 2 мин в покое, затем сливают мутную воду через два нижних сливных отверстия, оставляя над песком слой воды 30 мм. Взамен слитой воды доливают чистую воду до пер­воначального уровня, содержимое сосуда энергично пе­ремешивают, оставляют в покое на 2 мин и вновь сли­вают воду, как описывалось ранее. Песок промывают до тех пор, пока сливаемая вода не станет прозрачной.

 

 

Рис. 6.4. Сосуд для отмучивания песка

 

Промытую пробу высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в песке пылевид­ных, глинистых и илистых частиц П_отм, %, с точностью до 0,1% по формуле:

 

где: т1 – масса навески песка до отмучивания, кг;

т2 – масса вы­сушенной навески песка после отмучивания, кг.

 

Испытание проводят дважды и за окончательный ре­зультат принимают среднее арифметическое двух опре­делений.

Суммарное содержание пылевидных, илистых и гли­нистых частиц, определяемых отмучиванием, не долж­но превышать в песке, % по массе: для бетонов 3, для кладочных растворов 10, для штукатурных рас­творов 15.

Определение содержания в песке органических примесей.

Органические примеси (например гумусовые) выде­ляют органические кислоты, которые разрушают цемент­ный камень, снижая прочность бетона.

Степень загрязненности песка органическими приме­сями определяют методом окрашивания (колориметри­ческая проба). Для испытания берут навеску песка в состоянии естественной влажности массой 250 г. Пе­сок насыпают при легком постукивании в стеклянный мерный цилиндр объемом 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3 %-ным раствором едкого натра NaOH до отметки 200 мл. После энергичного взбалтывания со­держимое цилиндра оставляют в покое на 24 ч и по ис­течении этого срока сравнивают цвет раствора над пес­ком с цветом эталона.

Эталон приготовляют следующим образом: 2,5 мл 2 %-ного раствора танина в 1 %-ном растворе этилового спирта смешивают с 97,5 мл 3 %-ного раствора едкого натра. Полученную смесь наливают в мерный цилиндр вместимостью 250 мл, взбалтывают и оставляют в покое на 24 ч. Эталон в свежеприготовленном виде имеет цвет крепкого чая.

Если жидкость над песком не окрашена или ее цвет не темнее эталона, то песок будет пригоден для приго­товления бетона. Когда окраска жидкости незначитель­но светлее эталона, содержимое мерного цилиндра по­догревают в течение 2 – 3 ч на водяной бане при температуре 60 – 70°С и вновь сравнивают цвет жидко­cти с эталоном. Если цвет жидкости остается светлее эталона, значит количество органических веществ не превышает допустимого значения. При цвете жидкости над песком темнее цвета эталона необходимо выпол­нить специальное исследование для установления при­годности песка для приготовления бетона.

 

Определение зернового состава песка

 

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения тяжелого бетона за­данной марки. В тяжелом бетоне песок служит для за­полнения пустот между зернами крупного заполнителя. В то же время все пустоты между зернами песка долж­ны быть заполнены цементным тестом. Кроме того, этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. Для уменьшения расхода цементного теста сле­дует применять пески с малой пустотностью и наимень­шей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зерен, но значительную пустотность. Мелкий же, наоборот, обладает меньшей пустотностью, но очень большой суммарной поверхно­стью зерен. Поэтому для получения бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента целесооб­разно применять крупные пески, содержащие оптималь­ное количество средних и мелких частиц.

Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера. Для определения зернового состава песка применяют сито­вой анализ. Среднюю пробу песка массой 2 кг высуши­вают, а затем просеивают сквозь сита с круглыми отвер­стиями диаметром 5 и 10мм. Полученные на ситах ос­татки взвешивают и определяют с точностью до 0,1 %содержание в песке зерен крупностью 5 - 10(Гр₅) и вы­ше 10 мм (Гр₁₀) по формулам:

 

 

 

где: и – содержание в песке зерен крупностью 5 – 10 мм и выше 10 мм, %.

– масса пробы, г;

и – остатки на ситах с круглыми отверстиями равными соответственно 5 и 10 мм, г.

 

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверсти­ями диаметром 5мм, отбирают навеску 1000г и просеи­вают ееручным или механическим способом через комп­лект сит, последовательно расположенных по мере мл отверстиями диаметром 2,6мм, ниже сита с сетками, имеющими квадратные отверстия размером 1,25; 0,63; 0,315 и 0,14 мм). 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.

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычис­ляют частные остатки на каждом сите с точностью до 0,1 % по формуле:

 

где: – частный остаток, %;

– масса остатка на данном сите, г;

– масса просеиваемой навески, г.

 

Затем с точностью до 0,1 % определяют полные ос­татки на каждом сите. Полный остаток Аi, %, определя­ют как сумму частных остатков на всех ситах с боль­шим размером отверстий плюс остаток на данном сите по формуле:

 

 

где: –частные остатки на ситах с большим размером отверстий, начиная с сита с размером отверстий 2,5 мм, %;

–частный остаток на данном сите, %.

Для оценки зернового состава песка и его пригодно­сти для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график (рис. 6.5.). На графике по оси абсцисс в определенном масштабе от­кладывают размеры отверстий на ситах с сеткой №0,14; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5 и 5, а по оси ординат – значения полных остатков на соответствующих ситах, %. Полу­ченные точки соединяют ломаной линией. Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то та­кой песок признают годным для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной час­ти, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. В песке для бетонов и растворов не допускается нали­чие зерен размером более 10 мм. Зерен размером от 5 до 10 мм не должно быть более 5 % по массе. Количе­ство мелких частиц, прошедших через сито № 014, не должно превышать 10 %.

Зерновой состав песка характеризуется также моду­лем крупности М_к, который вычисляют с точностью до 0,1 по формуле:

М_к = (А_2,5 + А_1,25 + А₀₆₃ + А ₀₃₁₅ + А ₀₁₄)/100,

 

где: – полные остатки на ситах, %.

 

 

Рис. 6.5. График зернового состава песка

 

Пески для строительных работ (ГОСТ 8736—93, с изм.) в зависимости от зернового состава подразделя­ют на следующие группы: крупные, средние, мелкие и очень мелкие. Для каждой группы песков значения и полный остаток на сите с сеткой №063 должны соответствовать значениям, приведенным в табл. 6.1.

Для выполнения данной лабораторной работы под­группу учащихся разбивают по три-четыре человека и каждая бригада определяет зерновой состав песка. Учащиеся каждой бригады рассеивают пробу на наборе стандартных сит, после чего рассчитывают частные и полные остатки на ситах в процентах, а также вычис­ляют модуль крупности песка. Результаты заносят в таблицу журнала для лабораторных работ. В этом же журнале по полученным результатам каждый учащийся строит график зернового состава испытанного песка. Для сравнения рекомендуется наносить на график кри­вые состава песков, испытанных учащимися смежных бригад.

Таблица 6.1. Классификация песков по зерновому составу

 

Группа песков	МК	Полный остаток на сите № 063, % по массе
Крупный Средний Мелкий Очень мелкий	Свыше 2,5 2 – 2,5 1,5 – 2 1 – 1,5	Свыше 45 30 – 45 10 – 30 До 10

 

Пример.После просеивания навески песка 1000 г масса частных остатков песка на каждом сите составила m_2,5=120 г; т_1,25= 180 г; m_0,63=220 г; m_0,315=320 г; m_0,14=140 г, прошло через сито с сеткой №014 20 г.

Вычислим частные остатки на ситах по приведенной на стр.59 формуле:

 

a_2,5=m_2,5/m·100= 120/1000·100=12%

a_1,25=m_1,25/m·100=180/1000·100=18%

a_0,63=m_0,63/m·100=220/1000·100=22%

a_0,315=m_0,315/m·100= 320/1000·100=32%

a_0,14=m_0,14/m·100=140/1000·100=14%

 

Вычислим полные остатки на ситах по формуле:

 

A_2,5=a_2,5=12%

A_1,5=a_2,5+a_1,25=12+18=30%

A_0,63=a_2,5+a_1,25+a_0,63=12+18+22=52%

A_0,315=a_2,5+a_1,25+a_0,63+a_0,315=12+18+22+32=84%

A_0,14=a_2,5+a_1,25+a_0,63+a_0,315+a_0,14=12+18+22+32+14=98%

 

Результаты определения частных и полных остатков на ситах испытуемого песка запишем в табл. 6.2.

 

Таблица 6.2. Зерновой состав песка

 

Остаток	Размеры отверстий сит, мм	Прошло через сито с сеткой № 014
2,5	1,25	0,63	0,315	0,14
Частный: г % Полный, %						-

 

Нанесенная на график (см. рис. 6.5)ломаная линия, характеризующая зерновой состав испытываемого песка,расположена в заштрихованной области графика, что свидетельствует о пригодности песка для приготовления бетона.

Модуль крупности песка вычислим по формуле:

 

М_к=(А_2,5+А_1,25+А_0,63+А_0,315+А_0,14)\100=(12+30+52+84+98)\100=2,76

По значениям модуля крупности (2,76) и полному остатку на сите с сеткой №063 (52%) испытываемый песок относится к крупному песку (см. табл. 6.1)

Результаты испытаний заносим в таблицу 6.3

 

Таблица 6.3. Форма записи результатов испытаний песка

№	Наименование показателей, единицы измерения	Обозначение НД на методы испытаний	Норма по НД	Фактические результаты
	Зерновой состав	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003	частный остаток	полный остаток
	Ø 2,5			-
	Ø 1,25
	Ø 0,63
	Ø 0,315
	Ø 0,14
	меньше
	Модуль крупности, Мкр группа песка	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003	св.2,0 до 2,5 средний
	Содержание в песке пылевидных и глинистых частиц, % по массе, не более	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003
Глина в комках, % по массе, не более		0,5
	Полный остаток песка на сите 0,63, %, по массе	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003	от 30 до 45 средний
	Содержание зерен крупностью, свыше 10 мм,% по массе для II класса, не более	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003
свыше 5 мм,
менее 0,16 мм
	Насыпной вес, кг/м3	ГОСТ 8735-88 СТ РК 1217-2003	не нормируется

Контрольные вопросы

1. Что представляет собой песок?

2. В какой последовательности отбирают среднюю пробу песка?

3. Как определяют истинную плотность песка при помощи пикнометра?

4. В чем состоит методика определения насыпной плотности песка?

5. Как определяют степень загрязненности песка глинистыми и пылевидными частицами?

6. Изложите последовательность определения зернового состава песка?

7. Как вычисляют модуль крупности песка?

 

Литература

 

1. Домокеев А.Г. Строительные материалы: Учеб. для строит. вузов –М.: Высш. шк. 1986.- 495с.

2. Попов К.Н., Каддо М.Б. Строительные материалы и изделия: Учеб. – М.: Высш. шк., 2001. – 367 с.

3. Попов Л.Н., Лабораторные испытания строительных материалов и изделий: Учеб.пособие. - М.: Высш. шк., 1984. – 255 с.

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: