Тяжелый бетон. Испытание заполнителей

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Ангарская государственная  техническая академия

Кафедра «Промышленное  и гражданское строительство» 
 
 
 
 

Отчет

по лабораторной работе №1

по курсу  материаловедения

на тему: «Тяжелый бетон. Испытание заполнителей» 
 
 
 

  Выполнил: Росляков А.В.

студент группы ПГС 08-1

                                                   Проверила: Алексеева Л.Л. 
 

Ангарск 2010

Цель  работы: изучить характеристики материала и его области применения.

Материалы: щебень, полученный дроблением из гравия; бетонный песок.

1. Испытание крупного заполнителя

1.1 Определение зернового  состава

Зерновой состав крупного заполнителя в значительной мере влияет на качество приготовленного  на нем бетона. При выборе зернового  состава крупного заполнителя необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в заполнителе, а следовательно, наименьший расход цемента в бетоне заданной прочности.

В зависимости от размера  зерен крупный заполнитель подразделяется на следующие фракции: 5-10, 10-20, 20-40, 40-70 мм. Затем материал просеивают через стандартный набор сит следующих размеров: 40, 20, 10, 5 мм.

Взвесив остатки пробы  после просеивания на каждом сите, входящем в набор, определяют характеристики: частный (а) и полный (А) остатки.

Частный остаток, а, % на каждом сите вычисляют по формуле:

где m_n- масса остатка на данном сите, кг;

Σm- сумма частных остатков на всех ситах, кг.

По известным значениям  частных остатков  рассчитывают полные остатки. А, % на каждом сите:

По величинам полных остатков устанавливают наибольшую (Д_наиб) и наименьшую (Д_наим) крупность зерен заполнителя. Кроме того, вычисляют размер промежуточной фракции [0,5(Д_наиб+Д_наим)], которая влияет на величину пустотности заполнителя.

Лабораторное испытание:

Д_наиб=20 мм

Д_наим=5 мм

0,5(Д_наиб+Д_наим)=10 мм

Таблица 1-Зерновой состав крупного заполнителя

 

Вывод: испытуемый щебень соответствует требованиям ГОСТ.

1.2 Определение прочности

Прочность зерен оценивают  по его дробимости. Сущность этого  испытания состоит в том, что пробу зерен заполнителя фракций 5-10, 10-20 или 20-40 сжимают с необходимым усилием в толстостенном стальном цилиндре, а затем определяют какая часть зерен при этом раздробилась.

Цилиндр с плунжером  помещают на нижнюю плиту пресса. Повышая давление пресса на 1-2 кН/с, доводят его до 200 кН. После этого испытуемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают, а затем просеивают через сито, размер отверстий которого зависит от размера фракции. 
 
 
 
 

Рисунок 1- Схема  испытания крупного заполнителя  на прочность

Остаток заполнителя  после просеивания на сите взвешивают и определяют показатель дробимости (Др) с точностью до 1% по формуле:

где m₁- масса навески заполнителя до испытания, кг;

m₂- масса остатка на сите после просеивания раздробленного материала, кг.

Вывод: в зависимости  от показателя дробимости щебень (гравий) подразделяют на следующие марки: Др8 (при потере массы до 8%), Др12 (при  потере массы от 8 до 12%), Др16 (при потере массы от 13 до 16%), Др24 (при потере массы от 16 до 24%). Наш лабораторный щебень относится к марке Др8.

1.3    Определение содержания  пылевидных, илистых  и глинистых частиц

Пылевидные, илистые  и глинистые – вредные примеси  в крупном заполнителе, т.к. покрывая поверхность зерен, они препятствуют сцеплению заполнителя с цементным камнем и этим снижают прочность и морозостойкость бетона. Суммарное содержание этих примесей определяют методом отмучивания, т.е. многократной отмывкой заполнителя водой и сравнением его массы до и после отмывки.

Содержание в заполнителе  отмучиваемых пылевидных, илистых и  глинистых частиц П_отм, % вычисляют с точностью до 0,1% по формуле:

где m- масса пробы до отмучивания, г;

m₁- масса пробы после отмучивания, г.

Количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в  крупном заполнителе не должно превышать 1% по массе.

Вывод: По содержанию пылевидных, илистых и глинистых щебень соответствует требованиям ГОСТ.

1.4 Определение содержания  органических примесей

Степень загрязненности заполнителей органическими примесями  определяют методом окрашивания (колориметрическая проба).

Пробу заполнителя  с наибольшей крупностью 20 мм помещают в стеклянный мерный цилиндр вместимостью 250 мл до отметки 130 мл и заливают 3 %-ным  раствором едкого натра (NаОН) до отметки 200 мл. После энергичного взбалтывания содержимое цилиндра оставляют в покое на 24 ч и по истечении этого срока сравнивают цвет раствора над заполнителем с цветом эталона.

Если окраска раствора над заполнителем заметно светлее  эталона, материал пригоден для бетонов, если заметно темнее, то непригоден.

Вывод: по содержанию органических примесей щебень пригоден для бетона.

1.5 Определение насыпной  плотности

Щебень (гравий) насыпают совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр до образования  конуса над краями цилиндра. Излишек материала срезают стальной линейкой вровень с краями, цилиндр со щебнем взвешивают и вычисляют насыпную плотность с точностью до 10 кг/м³ по формуле:

где m₁- масса цилиндра с заполнителем, кг;

m₂- масса пустого цилиндра, кг;

V- объем цилиндра, м³.

Вывод: насыпную плотность  необходимо знать для расчета  состава бетона, определения пустотности  крупного заполнителя, а также для  расчетов, связанных с перевозкой щебня (гравия), проектированием складов  крупного заполнителя.

1.6 Определение межзерновой  пустотности

Межзерновую пустотность  щебня (гравия) определяют по предварительно найденным значениям средней и насыпной плотности.

Пустотность V_n, % по объему, вычисляют с точностью до 0.1% по формуле:

ρ=ρ_m=2,5 г/см³ – средняя плотность зерна

Межзерновая пустотность  крупного заполнителя по производственному опыту должна быть не более 45% во избежание перерасхода цемента и пластических деформаций ползучести при работе конструкции.

Вывод: по объему пустот щебень пригоден для тяжелого бетона. 

1.7 Заключение о проведенных  испытаниях и соответствии  качества крупного  заполнителя техническим  требованиям

Общий вывод о пригодности  материала в качестве крупного заполнителя:

• при оценке зернового состава заполнителя учитывают требования ГОСТ 8267-93. Наш испытуемый щебень соответствует этим требованиям;
• по прочности заполнителя данный материал использовать для производства тяжелого бетона можно. По показателю дробимости щебень относится к марке Др8 (при потере массы до 8%);
• количество пылевидных, илистых и глинистых частиц в крупном заполнителе равнялось 0,6%, т.е. соответствовало требованиям ГОСТ (не более 1% по массе);
• при определении содержания органических примесей цвет раствора, над заполнителем оказался светлее эталонного, в этом случае заполнитель можно применять для производства бетонов;
• значение насыпной плотности в лабораторной работе было равно 1,442 г/см³ или 1442 кг/м³ (должно находиться в пределах 1400-1600 кг/м³), т.е. такой заполнитель можно применять;
• межзерновая пустотность крупного заполнителя не превышала 45%, что соответствует требования ГОСТ.

2. Испытание мелкого  заполнителя

2.1 Определение зернового  состава

Для определения зернового  состава  песка применяют ситовой  анализ (как и в случае с крупным  заполнителем).

Перед испытанием песок  высушивают до постоянной массы, отбирают навеску 1000 г и просеивают через стандартный набор сит с размерами отверстий: 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм. После просеивания определяют частные и полные остатки песка на каждом сите.

Таблица 2-Зерновой состав песка

 

Вывод: бетонный песок  по зерновому составу соответствует  требованию ГОСТ 8736-93. 
 
 

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

Таблица 3-Классификация  песков по зерновому составу

 

Вывод: испытуемый песок  по классификации относится к  крупному песку.

2.2 Определение содержания  пылевидных, илистых  и глинистых    частиц

Испытание песка аналогично испытанию крупного заполнителя, отличие состоит лишь в массе навески (для песка 1000г).

Количество примесей, определенных отмучиванием, для природных песков всех групп крупности в соответствии с требованиями ГОСТ 8736-93 не должно превышать 3% по массе.

Вывод: лабораторный песок соответствует требованиям  ГОСТ.

2.3 Определение содержания  органических примесей

Методика определения  содержания органических примесей в  песке аналогична такой же для  крупного заполнителя. Оценка результатов  испытаний подобная, т.е. если окраска  раствора над заполнителем заметно  светлее эталона, материал пригоден для бетонов, если заметно темнее, то непригоден.

Вывод: по содержанию органических примесей песок пригоден для бетона.

2.4 Определение насыпной плотности

Для испытания применяют  мерный стальной цилиндр емкостью 1л. Пробу песка от 5 до 10 кг высушивают до постоянной массы, просеивают через сито №5. Количество просеянного песка должно быть не менее 4 кг. Определение насыпной плотности проводят по методике, изложенной в пункте 1.5.