Строительные материалы.Лабораторная работа №2

10

случае, когда количественное содержание растворимого в щелочах кремнезема превышает установленные нормативные значения;

– непосредственным испытанием образцов бетонов – для определения возможности проявления щелочной коррозии бетона в случае, когда относительные деформации расширения образцов бетона, определенные ускоренным методом, превышают установленные значения.

Горную породу, щебень (гравий) относят к потенциально реакционноспособным, если при петрографической разборке обнаружено наличие одной или нескольких разновидностей минералов, содержащих реакционноспособный кремнезем в количествах, равных или превышающих значения, указанные в табл. 6.

Таблица 6

Допустимое содержание вредных примесей, вызывающих щелочную коррозию бетона

					Минимальное
					содержание
	Минерал и вид	Виды потенциально			минерала, % по
	кремнезема	реакционноспособных пород			массе, при котором
					возможна щелочная
					коррозия бетона
	Опал	Базальты и другие лавы. Известня-			0,25
		ки, роговики, сланцы опаловидные
		Обсидианы, перлиты, липариты,
	Стекло кислое	дациты, андезитодациты, андези-			3,00
	аморфное	ты, туфы и аналоги этих пород,
		имеющие стекловидную основу
	Халцедон	Кремни, известняки,	доломиты,
	криптомикро-	песчаники с опалохалцедоновым			5,00
	кристалличе-	и халцедонокварцевым		цемен-
	ский	том, яшмы, роговики
	Кристобалит,	Расплавы, состоящие из кремне-
	тридимит кри-	зема (материалы,	полученные		1,00
	сталлические	плавлением)
	Кварц выветре-	Кварцевые витрофиры,		кварци-
	лый деформи-	ты, песчаники, вулканические и			3,00
	рованный	метаморфические кислые породы

11

2.2. Общие требования к проведению испытаний

При проведении испытаний необходимо соблюдать следующие требования.

Пробы взвешивают с погрешностью до 0,1 % массы пробы. Пробы, образцы и навески в воздушно-сухом состоянии (со-

стоянии естественной влажности) высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105Â5) ÃС до тех пор, пока разница между результатами двух последовательных взвешиваний будет не более 0,1 % массы навески.

Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго знака после запятой.

Для определения зернового состава отдельных фракций щебня (гравия) должны применяться сита с круглыми или квадратными отверстиями на круглых или квадратных обечайках с диаметром или стороной не менее 300 мм. Стандартный набор сит для щебня (гравия) должен включать сито с квадратными отверстиями размером 1,25 мм по ГОСТ 6613 и сита с круглыми отверстиями диаметрами 2,5; 5 (3); 7,5; 10; 12,5; 15; 17,5; 20; 22,5; 25; 30; 40; 50; 60; 70 (80) мм.

Для определения размера зерен крупнее 70 (80) мм следует применять проволочные кольца-калибры различного диаметра в зависимости от ожидаемой крупности щебня (гравия): 90; 100; 110; 120 мм и более.

Испытания на сжатие образцов горной породы или щебня (гравия) на дробимость в цилиндре должны проводиться на гидравлических прессах по ГОСТ 28840 90 "Машины для испытания материалов на растяжение, сжатие и изгиб. Общие технические требования".

Предельная нагрузка пресса Pmax должна быть такой, чтобы ожидаемое значение максимального усилия в процессе испытания укладывалось на шкале пресса от 0,3 до 0,8 Pmax.

Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (20Â5) ÃС. Перед началом испытания горная порода, щебень (гравий) и вода должны иметь температуру, соответствующую температуре воздуха в помещении.

12

Воду для проведения испытаний применяют по ГОСТ 23732–79 "Технические условия. Вода для бетонов и растворов", если в стандарте не даны указания по использованию дистиллированной воды или других жидкостей.

Окончательная пригодность заполнителя для бетона требуемой марки устанавливается по результатам испытания образцов из бетона на этом заполнителе.

3.ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

3.1.Опыт 1. Определение средней плотности щебня (гравия)

Опыт производят в соответствии с ГОСТ 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы испытания¯.

Оборудование и материалы: весы технические; весы для гидростатического взвешивания (рис. 1); шкаф сушильный; сосуд для насыщения щебня (гравия) и образцов водой или для парафинирования образцов; сита из стандартного набора; щетка металлическая; щебень (гравий).

Рис. 1 Весы для гидростатического взвешивания:

1 сетчатый (перфорированный стакан); 2 сосуд со сливом для воды; 3 стаканчик с дробью для уравновешивания массы сетчатого стакана в воде; 4 разновесы

13

Порядок проведения опыт. Для определения средней плотности зерен щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером до 40 мм берут аналитическую пробу массой не менее 2,5 кг.

Пробу высушивают до постоянной массы, просеивают через сита с размером отверстий 5 и 40 мм, и из остатка на сите с размером отверстий 5 мм отвешивают две пробы по 1000 г каждая.

Навеску щебня (гравия) насыщают водой, погружая их в воду комнатной температуры не менее чем на 1 ч так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности образцов или щебня (гравия) не менее чем на 20 мм.

Насыщенные образцы породы или пробу щебня (гравия) вынимают из воды, удаляют влагу с их поверхности мягкой влажной тканью и сразу же взвешивают на технических, а затем на гидростатических весах, помещая пробу в сетчатый (перфорированный) стакан, погруженный в воду.

Результаты измерений заносят в табл. 7.

Образцы горной породы произвольной формы с мелкими открытыми порами вместо насыщения допускается покрывать пленкой парафина толщиной около 1 мм.

Обработка результатов испытания. Среднюю плотность щебня (гравия) ρк, г/см , определяют по формуле (1).

m

к в , (1) m1 m2

где m – масса пробы в сухом состоянии, г; m1 – масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии на воздухе, г; m2 – масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии в воде, г; ρв – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см .

За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний проб щебня (гравия). При этом расхождение между результатами двух определений средней плотности не должно превышать 0,02 г/см . При больших расхождениях проводят третье определение и вычисляют среднеарифметическое двух ближайших значений.

Результаты вычислений заносят в табл. 7.

14

Таблица 7

Протокол определения средней плотности щебня (гравия)

	Масса пробы в	Масса пробы в насыщенном		Средняя
№ пробы	сухом	состоянии, г		плотность,
	состоянии m, г	на воздухе m1	в воде m2	г/см3
1
2
3
	Среднее значение

3.2.Опыт 2. Определение марки щебня (гравия) по дробимости

вцилиндре

Опыт производят в соответствии с ГОСТ 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы испытания¯.

Оборудование и материалы: пресс гидравлический; цилиндр стальной с внутренним диаметром и высотой 75 мм со съемным дном и плунжером (рис. 2); весы технические; сита из стандартного набора по ГОСТ 6613; шкаф сушильный; щебень (гравий).

87			40
75	87	75	70
			8
75		4	12
	б)		73
а)		10	в)

Рис. 2 Стальной цилиндр для испытания щебня (гравия) на дробимость:

а) цилиндр стальной; б) съемное дно; в) плунжер

15

Порядок проведения опыта. В лабораторной работе производят испытание двух фракций щебня: свыше 5 до 10 мм (+ 5 10), свыше 10 до 20 мм (+10 20).

Навеску щебня (гравия) просеивают через сита с размером отверстий 5; 10 и 20 мм. Остатки на ситах с размером отверстий 5

и 10 мм взвешивают (m5 и m10).

Пробы щебня (гравия) каждой фракции массой 500 г высушивают до постоянной массы.

Пробу щебня (гравия) насыпают в цилиндр с высоты 50 мм так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют плунжер так, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Если верх плиты на плунжере не совпадает с краем цилиндра, то удаляют или добавляют несколько зерен щебня (гравия). После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.

Увеличивая силу нажатия пресса на 1 2 кН (100 200 кгс) в секунду, доводят ее до 50 кН (5000 кг).

После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через сито с отверстиями размером:

1,25 мм – для щебня (гравия) размером фракции «+ 5 –10¯ мм; 2,5 мм – для щебня (гравия) размером фракции «+ 10 –20¯ мм; Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания взвешивают. Обработка результатов испытания. Дробимость Др, %, оп-

ределяют с точностью до 1 % по формуле (2).

	Др	m m1	, %	(2)
		m

где m масса пробы щебня (гравия), г; m1 масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г.

За результат принимают значение, рассчитанное по формуле (3).

16

Др	m10	Др m5	Др	5	.	(3)
		10
		m10 m5

Результаты расчета заносят в табл. 8

Таблица 8 Протокол определения дробимости щебня (гравия)

	Размер частиц,	Масса	Остаток на	Дробимость	Дробимость
		частиц	контрольном	частиц	щебня
	мм
		фракции, г	сите, г	фракции, %	(гравия), %
	+5 –10
	+10 –20

3.3. Опыт 3. Определение зернового состава щебня (гравия)

Опыт производят в соответствии с ГОСТ 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы испытания¯.

Оборудование и материалы: весы технические, шкаф сушильный, сита с размерами отверстий: 0,16; 5, 10; 20; 40 и 70 (80) мм; щебень (гравий).

Порядок проведения опыта. Для испытания используют пробу щебня (гравия) массой 10 кг наибольший размер частиц которого составляет 40 мм, а наименьший 5 мм. Пробу высушивают до постоянной массы.

Пробу просеивают ручным способом через сита с отверстиями указанных выше размеров, собранные последовательно в колонку, начиная снизу с сита с отверстиями наименьшего размера, при этом толщина слоя щебня (гравия) на каждом из сит не должна превышать 40 мм.

Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 мин через него проходило не более 10 г.

Допускается определять окончание просеивания следующим способом: каждое сито интенсивно трясут над листом бума-

17

ги. Просеивание считают законченным, если при этом не наблюдается падение зерен щебня (гравия).

Остатки на каждом сите взвешивают и результаты заносят в табл. 9.

Обработка результатов испытания. По результатам просеивания определяют частный остаток на каждом сите ai, %, по формуле (4).

ai mi 100, %	(4)
m

где mi масса остатка на данном сите, г; m масса пробы, г.

Определяют полные остатки на каждом сите в процентах массы пробы, равные сумме частных остатков на данном сите и всех ситах с большими размерами отверстий.

Результаты заносят в табл. 9.

Таблица 9

Протокол определения гранулометрического состава гравия (щебня)

Размеры отверстий	Частный остаток на ситах		Полный остаток
сит, мм	г	%	на ситах, %
70,00
40,00
20,00
10,00
5,00
0,16

По данным опытам строят кривую просеивания щебня (гравия). Зерновой состав каждой фракции должен находиться в пределах указанных в табл. 1 и табл. 2, графическая интерпретация которых представлена на рис. 3.

При испытании гравия, загрязненного глиной, рассев производят после предварительной промывки с определением содержания пылевидных и глинистых частиц. Содержание пылевид-

18

ных и глинистых частиц включают при расчете результатов рассева в массу частиц, проходящих через сито с размером отверстий 5 мм.

	0				А, %
					0
%	20				10
					20
ситах,	40
					30
на					40
					50
остаток	60
					70
					60
Полный	80				80
	100				100
					90
	d наим	0,5 (d наим+	D наиб	1,25 D наиб	5	10	20	40	Д, мм
		Dнаиб)

Рис. 3. Нормативные графики зернового состава щебня (гравия)

4. ТРЕБОВАНИЯ К ОТЧЕТУ

Отчет по лабораторной работе оформляется в отдельной школьной тетради, таблицы выполняются строго по линейке. Строго запрещается заносить данные в таблицу карандашом, использовать в тексте какие либо сокращения, кроме общепринятых.

По каждому опыту делается вывод о соответствии свойств исследуемого материала требованиям государственного стандарта.

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какую роль играет щебень (гравий) в формировании структуры бетона?

2.Как определить марку щебня методом раздавливания в цилиндре?

3.Назовите предельно допустимые нормы содержания глины в щебне (гравии) в случае использования их в качестве заполнителей для бетонов.

4.Как определяют пустотность щебня?

19

5.Какие требования предъявляют к щебню (гравию), идущему для приготовления тяжелого бетона?

6.На какие фракции подразделяют щебень в зависимости от крупности зерен?

7.На какие марки подразделяют щебень по истираемости?

8.Как испытывают щебень на морозостойкость? Сколько принято марок по морозостойкости?

6.СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.Воробъев В. А. Лабораторный практикум по общему курсу строительных материалов. – М. : Высш. шк. , 1978. – 245с.

2.ГОСТ 8269.0–97 «Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний¯. – М. : ГУП ЦПП , 1998. – 44с.

3.ГОСТ 8267–93 «Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия¯. – М. : ИПК Издательство стандартов , 1996. – 14 с.

4.ГОСТ 26633–91 «Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия¯. – М. : Издательство стандартов , 1992. – 23 с.

5.Баженов Ю. М. Технология бетона: учебник для студентов вузов, обучающихся по строит. специальностям. 4-е изд. – М. : издательство Ассоциации Строительных Вузов , 2007. – 528 с.