- •Лабораторные определения свойств строительных материалов и композиций для их изготовления
- •Издательство Ассоциации
- •Москва 2003
- •Предисловие
- •Глава 1. Основные свойства материалов
- •2. Определение средней плотности образцов правильной геометрической формы
- •3. Определение плотности образцов неправильной геометрической формы
- •4. Определение пористости
- •5. Определение влажности
- •6. Определение водопоглощения
- •1. Определение предела прочности на сжатие
- •2. Определение предела прочности на растяжение при изгибе
- •3. Определение ударной прочности
- •4. Определение показателя истираемости
- •Глава 2. Неорганические (минеральные) вяжущие вещества
- •Лабораторная работа №3
- •1. Определение суммарного содержания активных оксидов кальция
- •2. Определение содержания в извести непогасившихся зерен
- •3. Определение температуры и времени гашения извести Для определения температуры и времени гашения извести используют бытовой термос вместимостью 500 мл.
- •Лабораторная работа №4
- •1. Определение нормальной густоты цементного теста
- •2. Определение начала и конца схватывания цементного теста
- •3. Определение равномерности изменения объема цемента
- •4. Определение тонкости помола цемента ситовым анализом
- •5. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •Контрольные вопросы
- •Глава 3. Тяжелые бетоны
- •Лабораторная работа №5 Определение свойств заполнителей для тяжелого бетона
- •1. Определение насыпной плотности песка
- •2. Определение зернового состава и модуля крупности песка
- •3. Определение насыпной плотности щебня (гравия)
- •4. Определение пустотности и пористости зерен щебня (гравия)
- •5. Определение зернового состава щебня (гравия)
- •1. Определение подвижности бетонной смеси
- •2. Определение жесткости бетонной смеси
- •Контрольные вопросы
- •1. Определение предела прочности тяжелого бетона на сжатие
- •2. Определение прочности тяжелого бетона
- •3. Определение морозостойкости бетона
- •Количество материалов и характеристики бетонной смеси в пробном замесе
- •Глава 4. Строительные растворы
- •1. Приготовление пробного замеса и определение подвижности растворной смеси
- •2. Определение прочности раствора
- •Глава 5. Кирпич и камни силикатные
- •1. Определение размеров силикатного кирпича и характеристик его внешнего вида
- •2. Определение средней плотности силикатного кирпича
- •3. Определение водопоглощения силикатного кирпича
- •4. Определение пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе
- •8. Какие характеристики указываются в условном обозначении силикатного кирпича?
- •Глава 6. Кирпич и камни керамические
- •1. Определение размеров керамического кирпича и характеристик его внешнего вида
- •2. Определение средней плотности и водопоглощения керамического
- •3. Определение пределов прочности кирпича при сжатии и изгибе
- •Контрольные вопросы
- •Глава 7. Древесные материалы
- •Лабораторная работа №11
- •1. Определение влажности древесины
- •2. Определение плотности древесины при влажности в момент испытания
- •3. Определение содержания поздней древесины в годичном слое
- •4. Определение предела прочности при статическом изгибе
- •5. Определение предела прочности при сжатии вдоль волокон
- •Ориентировочное значение предела прочности древесины при сжатии при стандартной влажности в мПа по содержанию поздней древесины рассчитывают по формуле
- •Предел прочности древесины при сжатии при стандартной влажности в мПа можно также ориентировочно рассчитать по известному значению средней плотности по формуле
- •Глава 8. Органические вяжущие вещества
- •1. Определение глубины проникания иглы
- •2. Определение растяжимости битума
- •3. Температура размягчения битума
- •4. Сцепление битума с поверхностью минеральных материалов
- •Глава 9. Асфальтобетон
- •1. Определение зернового состава
- •2. Определение истинной плотности
- •3. Определение средней плотности
- •4. Определение пористости порошка
- •5. Определение набухания образцов из смеси минерального порошка
- •6. Определение показателя битумоемкости
- •1. Изготовление образцов и определение средней плотности уплотненного материала
- •2. Определение водонасыщения
- •3. Определение набухания
- •4.Определение предела прочности при сжатии
- •5. Определение водостойкости
- •6. Определение водостойкости при длительном водонасыщении
- •1. Определение зернового состава минеральной части
- •2. Определение количества битума и состава асфальтобетона
- •Глава 10. Теплоизоляционные материалы и изделия
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Дорожно-строительные материалы
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический список
- •Глава 1. Основные свойства материалов…….…………………..
- •170017 Г. Тверь
Глава 3. Тяжелые бетоны
Бетонами называют искусственные каменные материалы, получаемые в результате затвердевания тщательно перемешанной и уплотненной смеси из вяжущего вещества, мелкого и крупного заполнителей и воды, взятых в определенных пропорциях.
В строительстве наиболее широко используют тяжелые бетоны с плотностью 2100…2500 кг/м3на плотных заполнителях из горных пород (гранит, известняк, природный песок и др.). Для получения тяжелых бетонов чаще всего используют различные цементы, в основном портландцемент и его разновидности. Цемент и вода являются активными составляющими бетона; в результате реакции между ними образуется цементный камень, скрепляющий зерна заполнителей в единый монолит. Между цементным камнем и заполнителем обычно не происходит химического взаимодействия, поэтому заполнители часто называют инертными составляющими. Однако они существенно влияют на структуру и свойства бетона, изменяя его пористость, сроки затвердевания, поведение при воздействии нагрузки и внешней среды. Заполнители значительно уменьшают деформации бетона при твердении и изменениях влажности окружающей среды и тем самым обеспечивают получение большеразмерных изделий и конструкций. Кроме того, применение рационально составленной смеси заполнителей позволяет значительно снизить расход наиболее дорогого компонента – цемента в бетоне (до 10…15 % от массы бетона), что уменьшает стоимость бетона.
Лабораторная работа №5 Определение свойств заполнителей для тяжелого бетона
В тяжелом бетоне применяют крупный и мелкий заполнители. Крупный заполнитель (более 5 мм) подразделяют на гравий и щебень. Мелким заполнителем (менее 5 мм) является в основном природный песок. К заполнителям для бетона предъявляются требования, учитывающие особенности влияния заполнителя на свойства бетона. Наиболее существенное влияние на свойства бетона оказывают зерновой состав, прочность и чистота заполнителей.
Природныйпесокпредставляет собой рыхлую смесь зерен, образовавшуюся в результате выветривания горных пород. Песок в зависимости от зернового состава, содержания пылевидных и глинистых частиц подразделяют на два класса:Iкласс─очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний и мелкий; II класс─очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.
Для характеристики песка по крупности (табл.3.1) пользуются модулем крупности и полным остатком на сите № 063 (% по массе).
Таблица 3.1. Характеристика песка по крупности
Группа песка по крупности |
Полный остаток на сите №063, % по массе |
Модуль крупности |
Очень крупный Повышенной крупности Крупный Средний Мелкий Очень мелкий Тонкий Очень тонкий |
Cв.75 75…65 65…45 45…30 30…10 До 10 Не нормируется Не нормируется |
Св. 3,5 3,5…3,0 3…2,5 2,5…2 2,0…1,5 1,5…1 1…0,7 До 0,7 |
Результаты просеивания песка часто представляют графически. На рис.3.1 в виде полосы указана область допустимых значений показателей зернового состава песка для бетона.
Содержание в песке зерен крупностью свыше 10, 5 и менее 0,16 мм, пылевидных и глинистых частиц, а также глины в комках не должно превышать значений указанных в таблице 3.2. Органические примеси (например, гумусовые) допускаются только в очень незначительном количестве, т.к. они сильно снижают прочность и даже разрушают бетон.
Насыпная плотность песка определяется в сухом рыхлом состоянии. Песок, предназначенный для бетона класса B15 (М200) и выше или для бетона в конструкциях, подвергающихся замерзанию в насыщенном водой состоянии, должен иметь насыпную плотность не ниже 1550 кг/м3; в остальных случаях – не ниже 1400 кг/м 3.
Гравиемназывают рыхлый неорганический материал, образовавшийся в результате естественного разрушения (выветривания) горных пород. Гравий состоит из более или менее окатанных зерен размером в основном 3…80 мм. В нем могут содержаться зерна высокой прочности, например, гранитные, и слабые зерна пористых известняков. Обычно он содержит примеси пыли, глины, иногда и органических веществ, а также песка. При большом содержании песка такой материал называют песчано-гравийной смесью или гравелистым песком.
Таблица 3.2. Требования ГОСТа для определения класса и группы песка
Класс и группа песка |
Содержание зерен крупностью, %, не более |
Содержание пылевидных и глинистых частиц, %, не более |
Содержание глины в комках, %, не более | ||
Свыше 10 мм |
Свыше 5 мм |
Менее 0,16 мм | |||
Iкласс Очень крупный Повышенной круп-ности, крупный и средний Мелкий |
-
0,5 0,5 |
-
5 5 |
-
5 10 |
3
3 5 |
0,36
0,35 0,50 |
IIкласс Очень крупный Повышенной круп-ности Крупный и средний Мелкий и очень мелкий Тонкий и очень тонкий |
5 5
5 0,5
Не до-пускает-ся
|
20 20
15 10
Не до-пускает-ся |
10 10
15 20
Не нор-мирует-ся |
- 10
10 10
Не нор-мирует- ся |
- 2
2 2
0,1 |
В гравии допускается не более 1% глинистых, илистых и пылевидных примесей, количество которых определяют отмучиванием. Для применения в бетоне желательна малоокатанная (щебневидная) форма зерен гравия; малопригодна – окатанная, еще хуже – пластинчатая или лещадная с шириной, в три раза и более превышающей толщину. Гравий не должен содержать зерен пластинчатой и игловатой формы более 35% по массе.
Щебнемназывают крупный заполнитель для бетона, полученный в результате дробления горных пород. Зерна щебня имеют угловатую форму. Желательно, чтобы по форме они приближались к кубу. Более шероховатая, чем у гравия, поверхность зерен способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, поэтому для бетона высокой прочности обычно применяют щебень, а не гравий.
Щебень чище гравия, обычно он не содержит органических примесей. Предельное содержание глинистых и пылевидных примесей допускается: для бетонов всех классов не более 1% в щебне из изверженных пород и 2% в щебне из карбонатных пород для бетонов класса В22,5 и выше, для бетонов класса В20 и ниже – 3% (по массе).
Зерновой состав щебня (гравия) должен располагаться в пределах заштрихованной площади графика зернового состава (рис.3.2). Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня и гравия должны соответствовать значениям, указанным в таблице 3.3.
Таблица 3.3. Требования к щебню и гравию по зерновому составу
Диаметр отверстий контрольных сит, мм |
Dнаим |
0,5(Dнаим+Dнаиб) |
Dнаиб |
1,25Dнаиб |
Полные остатки на ситах, % по массе |
90…100 |
30…80 |
До 10 |
До 0,5 |
При изготовлении бетона большое значение имеют такие характеристики зернового состава крупного заполнителя, как наибольшая и наименьшая крупность. Наибольшая крупность щебня (гравия) определяется размером отверстия сита, на котором полный остаток не превышает 5%; наименьшая крупность определяется размером сита, на котором полный остаток не менее 95%. Пустотность крупного заполнителя не должна превышать 45%.
Гравий (щебень) считается морозостойким, если в насыщенном водой состоянии он выдерживает без разрушения многократное попеременное замораживание при –150С и оттаивание, причем суммарная потеря в массе зерен должна быть не более 10%, а при 50 циклах и больше испытаний на морозостойкость ─ не более 5%. Щебень и гравий по морозостойкости подразделяют на марки:F15,F25,F50,F100,F150,F200,F300,F400.
Прочность крупного заполнителя характеризуют степенью дробления (дробимостью) при испытании в стальном цилиндре на гидравлическом прессе.
С целью радиационно-гигиенической оценки заполнителей бетона контролируют их удельную эффективную активность естественных радионуклидов.