Лабараторные работы(практикум)

Т а б л и ц а 8.4

Насыпная плотность кварцевого песка

Песок сухой

Песок влажный

Определение

У

1

2

1

2

Вместимость мерного со-

Н

Б

Т

суда, м3

Масса сосуда, кг

Масса сосуда с песком, кг

Масса песка, кг

й

Насыпная плотность, кг/м3

Среднее арифметическое

и

значение

Заключен е

о

объяс-

Сравнить насыпную пл тн сть сухого и влажного песка;

т

нить полученные резуль ары. Сделать вывод, какая необходима

и

на при дозировании по объему.

корректировка сос ава бе

Задан е 6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРЕДНЕЙ ПЛОТНОСТИ

го

ЗЕРЕН ПЕСКА

Пл тн сть ерен песка зависит от их пористости и минералоги-

п

зс става и обычно находится в пределах 2,0…2,8 г/см3. Ус-

ческ

к ренный мет д определения плотности зерен песка предусматри-

ва т ис ользование прибора Ле-Шателье (ГОСТ 8735, п. 2).

Р

Плотность зерен песка в г/см3 вычисляется по формуле

m m1

е

з

,

(8.11)

V

191

можно рассчитать, зная его насыпную плотность ρн в кг/м3 и плот-

ность зерен песка ρз в кг/м3, т. е. воспользовавшись данными из за-

дания 5 (для сухого песка):

У

н

Т

V

1

100

(8.12)

пуст

з

Н

Как

указывалось выше,

чем меньше пустотность

песка, тем

Б

меньший потребуется расход цемента для получения бетона плот-

ной структуры. Непосредственно пустотность песка государствен-

ными стандартами не регламентируется, но косвенно учитывается и

минимизируется требованиями к зерновому составу.

3. Шкаф сушильный.

материалы

Приборы и

й

1. Прибор Ле-Шателье.

2. Весы настольные.

о

4. Песок кварцевый.

Методика

испытаний

5. Сито с круглыми о верс иямирдиаметром 5 мм.

и

6. Стаканчик для взвешивания.

з

о

Приб р Ле-Шателье заполняют водой до нижней риски, затем

медленно всыпают предварительно взвешенную навеску 100 г песка

п

до тех

р, ка уровень воды в приборе не поднимется до верхней

риски. О ределяют массу оставшегося песка. Массу песка в прибо-

ре

Р

о р д ляют как разницу первоначальной навески и остатка.

Результаты испытаний

Заключение

У

Сопоставить насыпную плотность и плотность зерен кварцевого

песка.

Н

Задание 7. ПЕТРОГРАФИЧЕСКОЕ ОПРЕДЕЛЕ ИЕ

МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО СОСТАВА ПЕСКАТ

При рассмотрении песка под микроскопом определяют минерало-

й

гический состав его зерен, их форму, характер поверхности, выявля-

ют наличие минералов и пород, представляющих опасность в бетоне.

ли

Обычно преобладающим минералом в пескеБявляется кварц.

Имеются также зерна полевого шпата, карбонатных пород и др.

р

Форма зерен в зависимости от генез са месторождения природного

песка может быть окатанной

угловатой, поверхность зерен

о

гладкой или шероховатой. Естественно, от этого будет зависеть

прочность сцепления цементн го камня с поверхностью зерен песка

в бетоне.

могут

Из вредных для бе

на минералов и пород при петрографиче-

и

быть обнаружены нестойкие зерна желез-

ском исследован

ных руд, сульф дов, сульфатов и т. д., чешуек слюды, а также зерна

аморфных ра нов дностей кремнезема в виде опала, кремния и др.,

опасность

которых состоит в том, что в щелочной среде они могут

вступить в химические реакции с увеличением объема.

Результатызрассмотрения зерен песка под микроскопом отража-

ют в виде краткой петрографической характеристики в лаборатор-

Р

ном журнале.

пЗадание 8. ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ О КАЧЕСТВЕ ПЕСКА

еЗаключение о соответствии результатов испытания песка требо-

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

У

1. Что такое частные и полные остатки на ситах?

2. Какиеостатки (частныеили полные) нормируются стандартами?

3.

Какая примесь гравия допускается в песке?

Н

4.

Сколько допускается в песке частиц, проходящих сквозь сито

с размером отверстий 0,16 мм?

Т

5.

Как рассчитывают модуль упругости?

6.

В каких пределах теоретически могут варьироваться значения

й

модуля крупности? В каких пределах он находится для песков, ис-

пользуемых в бетонах?

7.

Насыпная плотность какого песка больше: удовлетворяющегоБ

требованиям стандарта по зерновому составу или не удовлетво-

ряющего? Почему?

8.

Насыпная плотность какого пескаибольше: сухого или влажно-

примесей и как оно оцен вается?

13. В как й цветиокрашивается водный раствор едкого натра при

взаим действии с песком? Как зависит окраска раствора от содер-

з

жания в еске рганических примесей?

14. На чем основан метод определения органических примесей в

п

?

о

15.пКак рассчитать пустотность песка и какое она имеет значение?

16. Какой минерал преобладает в песке?

Л и т е р а т у р а

1. Ицкович С.М., Чумаков Л.Д., Баженов Ю.М. Технология запол-

нителей бетона. – М.: Высш. школа, 1991.

2.

ГОСТ 8736. Песок для строительных работ. Технические ус-

ловия.

У

3.

ГОСТ 8735. Песок для строительных работ. Методы испыта-

ний.

Л а б о р а т о р н а я

р а б о т а

№ 9

Технические

4.

ГОСТ 26633. Бетоны тяжелые и мелкозернистые.

условия.

Н

КРУПНЫЙ ЗАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ

ЕТО А

й

Цель работы

1.

и

Практически ознакомиться со сво ствамиБшироко применяе-

мых природных и искусственных пор стых заполнителей и их струк-

телей и эффективность их

применения в бетонах.

турными особенностями.

2.

Приобрести навыки

оведен я стандартных лабораторных

о

значения.

испытаний, выяснения их сущности

3.

Сравнить треб вания станда тов к качеству крупных заполни-

т

9.1. Вопросы для подготовки к выполнению

з

лабораторной работы

о

аполн тели называют крупными?

1.

Какие

2.

Как ва

ир ль крупных заполнителей в бетоне?

3.

Какие фракции крупного заполнителя предусмотрены стан-

дартами?

4.

Какие виды крупных природных и искусственных заполните-

Р

л й

рименяют в бетоне?

п5. Чем различаются гравий и щебень?

6.

Как получают гравий?

е7. Из каких горных пород и как получают щебень для тяжелого

8. Какие заполнители применяются для изготовления легких бе-

тонов?

9. Из какого сырья и как получают керамзит?

10. Что является сырьем для получения аглопорита и как его по-

лучают?

11. Как определяется насыпная плотность крупных заполнителей?

У

12. Почему в бетоне применяются крупные заполнители разных

фракций?

13. Какие требования предъявляются к крупному заполнителю?

14. Как влияет вид и качество крупного заполнителя на проч-

ность бетона и его морозостойкость?

Н

9.2. Задания к лабораторной работе

Т

Задание 1. Определение насыпной плотности крупных заполни-

телей.

й

Задание 2. Определение плотности зерен заполнителей.

истых

Задание 3. Расчет и сравнительный анализ структурныхБхаракте-

ристик заполнителей.

дробимост

Задание 4. Определение

пр

родного гравия и гра-

нитного щебня.

о

по

заполнителей.

Задание 5. Определение прочност

Задание 6. Общее заключение

качестве заполнителей и области

т

их рационального использ вания в бетонах.

и

крупных заполнителях

9.3. Общ е сведения

з

9.3.1. Значен е крупных заполнителей для бетона

о

Крупными на ываются заполнители, размеры которых превы-

шают 5 мм. Верхний предел крупности заполнителей ограничивает-

ся усл виями применения бетона. Он не должен превышать 3/4 рас-

стояния между стержнями арматуры в железобетонной конструк-

ции, 1/4 наименьшего размера сечения балочных элементов или 1/2

Р

толщиныпплитных элементов. При этом понятие «балочных» и

«плитных» элементов относится не к назначению конструкций, а к

еих положению при бетонировании. Если плита толщиной 80 мм бе-

заполнителя определяется как половина толщины, т. е. 40 мм. Если

же в заводских условиях подобные плиты бетонируют в вертикаль-

ных кассетных формах, наибольшая крупность заполнителя опреде-

ляется по правилу для балочных элементов как четверть толщины,

т. е. 20 мм. Таким образом, для одной и той же конструкции круп-

ность заполнителя может быть различной в зависимости от техно-

логии бетонирования.

Какой крупный заполнитель будет выгоднее применить в бетоне:

5…20 или 5…40 мм? Очевидно, 5…40 мм. Во-первых, он, как пра-

вило, дешевле (например, щебень, получаемый при дроблении ка-

Н

менных пород). Во-вторых, чем больше диапазон крупности частицУ,

тем меньше межзерновая пустотность заполнителя, а следователь-

но, тем больший объем он займет в бетоне. Если большийТобъем

занимают заполнители, меньше потребуется цемента.

Обычно стремятся в наибольшей степени наполнить бетонную

й

смесь крупным заполнителем, который в бетоне плотной структуры

может занимать до 60 % объема. Помимо экономического эффекта

конструкциях).

наполнение

бетоннойБсмеси крупным

от снижения расхода цемента,

заполнителем ведет к повышен ю прочности бетона (за счет арми-

р

рующего эффекта заполнителя), уменьшен ю деформаций усадки и

ползучести и термических нап яжен

й от экзотермии (в массивных

о

Особое значение крупные заполнители имеют при получении

т

легких бетонов. Снижение с бственного веса конструкций, умень-

шение теплопроводн с и и другие преимущества легких бетонов

и

связаны, прежде всего, с применением легких пористых заполните-

з

лей. Именно поэ ому название крупного заполнителя положено в

основу на ван й разных видов легкого бетона: керамзитобетон, аг-

По

др.

3

3

лопоритобетон

9.3.2. Виды крупных заполнителей

насыпной плотности крупные заполнители подразделяются

Р

на тяжелые (свыше 1000 кг/м ) и легкие (до 1000 кг/м ), по струк-

птуре – на плотные и пористые. К пористым относятся заполните-

ли, пористость которых не менее 10 %.

еНа тяжелых заполнителях получают, в основном, плотные тяже-

щебень гранитный и аглопоритовый.

природный

крупных заполнителей

рт

производства

9.3.3. Краткие сведения о технолог

о

Природный

лучают

с

ировкой песчано-гравийных

гравий

п

смесей, относящихся

бл м чным осадочным породам. После

геологической

разведки

производят разработку

мес орождений

з

карьера, затем добы ую смесь подвергают сортировке по крупности

зерен на промышленных с тах (грохотах) для отделения песка и

о

разделения грав я на предусмотренные стандартом фракции. В слу-

чае чрезмерн й

асоренности пылевидными или глинистыми при-

месями гравий пр мывают водой.

Щебень лучают дроблением различных горных пород (грани-

та, лотных карбонатных пород – известняка, доломита) в дробил-

ках с оследующим разделением на требуемые фракции.

Р

Гравийпкерамзитовый получают из глинистого сырья вспучива-

ни м гранул при обжиге во вращающейся печи. Температура обжи-

ега – примерно 1200 С. Глина вспучивается в пиропластическом

когда некоторые вещества в ее составе разлагаются с выделением

газообразных продуктов. Хорошо вспучивающиеся глины, пригод-

ные для производства керамзита, встречаются нечасто, поэтому

производство керамзита организуют на базе открытых и исследо-

ванных месторождений глинистого сырья соответствующего каче-

ства. Возможно повышение вспучиваемости сырья специально вво-

димыми добавками. Сырьевые гранулы (комочки) при вспучивании

увеличиваются в объеме и округляются, поэтому керамзит получа-

ется, в основном, в виде гравия.

Щебень аглопоритовый получают спеканием тощих невспучи-

Н

вающихся глинистых пород с добавкой до 10 % дробленого каменУ-

ного угля. Спекание (агломерацию) производят на решетчатом кон-

вейере агломерационной машины после зажигания слоя шихтыТпри

прососе через него воздуха. Вместо глинистых пород в качестве сы-

рья часто используются отходы углеобогащения или зола тепловых

й

электростанций, содержащие в своем составе достаточное для аг-

ломерации количество топлива. После спекания слоя шихты обра-

и

зующийся корж охлаждают и дробят, получаяБщебень и одновре-

менно некоторое количество аглопор тового песка.

р

9.3.4. Требования к к упным заполнителям для бетона

о

Крупный заполнитель п ставляют потребителям, складируют и

используют в

т

виде

тдельных фракций по крупности зерен:

5(3)…10, 10…20, 20…40 мм и др. Допускается поставка заполните-

фракции. смеси

лей в виде

двух смежных фракций, например, 5(3)…20 мм.

з

заполнителя стандартами допускается, но ог-

В каждой фракц

раничивается (обычно до 5 %) примесь зерен смежных фракций –

го

более крупных, чем номинальные размеры зерен

более мелк х

Так как при выполнении лабораторной работы № 9 «Испытание

мелк

зап лнителя для бетона» определению зернового состава

за олнителя уделено достаточно внимания, в ходе данной лабора-

Р

торной работы аналогичные вопросы не рассматриваются. Все оп-

пр д ления будут проведены на крупных заполнителях одной стан-

дартной фракции 10…20 мм. По той же причине не будет оцени-

еваться качество заполнителей по содержанию пылевидных, глини-

тов, которым в данной лабораторной работе не уделяется внимание,

т. к. главная ее цель сравнительная оценка плотности, структур-

ных особенностей и прочности четырех видов заполнителей для

тяжелых и легких бетонов.

Природный гравий по прочности зерен, согласно ГОСТ 8267,

подразделяется на следующие марки: 1000, 800, 600, 400, причем

У

для применения в тяжелом бетоне допускается гравий только пер-

вых трех марок.

Марка по дробимости это косвенная характеристика средней

прочности зерен гравия, определяемая путем сжатия (раздавлива-

ния) пробы гравия стандартной нагрузкой в стандартном цилиндре

по методике, предусмотренной ГОСТ 8269. Обозначение марок гра-

вия означает допустимые величины прочности при сжатии породТ,

слагающих зерна гравия (табл. 9.1).

Н

Т а б л и ц а 9.1

Марки гравия по дробимости

Б

Потеря массы

ент ровочные значения

Марка

п

й

при испытании, %

при сжатии пород,

слагающих зерна гравия, МПа

очности

1000

до 8 включит.

Ор

св.100

800

св. 8 до 12

св.80 до 100

600

св.12 до 16

св. 60 до 80

о

400

св.16 до 24

св. 40 до 60

т

Гравий марки 600, согласно ГОСТ 8269.0, может использоваться

в тяжелых

марок ниже М 300 (класс В 25) (с проектной

и

прочн стью при сжатии ниже 30 МПа); гравий марки 800 допуска-

ется к рименениюзв бетонах марок М 300 и М 350, а в бетонах ма-

рок М 400 (класс В 35) и выше разрешается использовать гравий

только марки 1000.

бетонах

Щ б нь из природного камня, согласно ГОСТ 8267, подразделя-

тсяпопрочности на ряд марок, причем марка соответствует преде-

лу прочности исходной горной породы при сжатии в насыщенном

е

водой состоянии (в МПа). Непосредственное испытание выпилен-

ных из горной породы образцов производится при геологической

Р

200