- •Кафедра строительных материалов и архитектуры
- •Методическое пособие
- •Санкт-Петербург
- •Введение
- •1. Общие сведения о проведении лабораторного контроля свойств строительных материалов
- •1.1 Лабораторный контроль качества строительных материалов
- •Понятие о метрологии
- •Математическая обработка результатов лабораторных испытаний
- •2. Определение показателей основных физических свойств материалов
- •2.1. Основные средства измерений показателей физических свойств
- •2.2. Определение плотности
- •2.3. Определение средней плотности
- •2.4. Определение насыпной плотности
- •2.5. Определение пористости и пустотности
- •2.6. Определение влажности
- •2.7. Определение водопоглащения
- •3. Определение показателей основных механических свойств материалов
- •3.1. Основные средства измерений показателей механических свойств
- •3.2. Определение предела прочности при сжатии
- •3.3. Определение предела прочности при растяжении
- •3.4. Определение предела прочности при изгибе
- •4. Испытание естественных каменных материалов
- •4.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •4.2. Ознакомление с образцами естественных каменных материалов
- •4.3. Определение плотности
- •4.4. Определение средней плотности
- •4.5. Определение пористости
- •4.6. Определение водопоглощения
- •4.7. Определение предела прочности при сжатии
- •4.8. Определение твердости естественного камня
- •5. Испытание гипса строительного
- •5.1. Определение стандартной консистенции (нормальной густоты) гипса
- •5.2. Определение сроков схватывания гипса
- •5.3. Определение предела прочности на растяжение при изгибе и сжатие
- •6. Испытание портландцемента
- •6.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •6.2. Определение тонкости помола цемента
- •6.3. Определение нормальной густоты цементного теста
- •6.4. Определение сроков схватывания
- •6.5. Определение равномерности изменения объема
- •6.6. Определение предела прочности при изгибе и сжатии
- •6.7. Определение прочности цемента при пропаривании
- •6.8. Особенности статистической обработки результатов испытаний при расчете нижней доверительной границы и коэффициента вариации марочной прочности цемента
- •7. Испытание плотного мелкого заполнителя
- •7.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •7.2. Определение зернового состава песка
- •7.3. Определение модуля и группы крупности песка
- •7.4. Определение содержания в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц отмучиванием
- •7.5. Определение содержания органических примесей
- •7.6. Определение насыпной плотности
- •7.7. Определение зависимости насыпной плотности песка от его влажности
- •8. Испытание плотного крупного заполнителя
- •8.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •8.2. Определение зернового состава фракций щебня
- •8.3. Подбор оптимальной смеси фракций щебня
- •8.4. Определение марки щебня по прочности исходной горной породы
- •8.5. Определение марки щебня по износу
- •8.6. Определение средней плотности щебня
- •8.7. Определение насыпной плотности щебня
- •8.8. Определение пустотности щебня
- •9. Испытание бетонной смеси
- •9.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •9.2. Определение подвижности бетонной смеси
- •9.3. Определение жесткости бетонной смеси
- •9.4. Определение раствороотделения бетонной смеси
- •9.5. Определение водоотделения бетонной смеси
- •9.6. Определение плотности бетонной смеси
- •9.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси
- •10. Определение прочности бетона
- •10.1. Основные сведения к лабораторной работе
- •10.2. Определение прочности бетона на сжатие путем испытания образцов
- •10.3. Определение прочности бетона на осевое растяжение
- •10.4. Определение прочности бетона на растяжение при изгибе
- •10.5. Определение прочности бетона неразрушающим ультразвуковым импульсным методом
- •10.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона
- •11. Изучение методов интенсификации твердения бетона
- •Основные сведения к лабораторной работе
- •11.2. Испытание бетонов ускоренного твердения
- •Подбор состава и испытание строительного раствора
- •Основные сведения к лабораторной работе
- •Подбор состава кладочного раствора
- •Определение подвижности растворной смеси
- •Определение прочности раствора
- •Определение средней плотности раствора
- •12.6. Определение сравнительной эффективности пластифицирующих добавок
- •Коэффициенты к статическим расчетам
- •Коэффициент для оценки выпадающих результатов в ряду из n измерений
- •Значения велечены м
- •Экспериментальное определение масштабных коэффициентов и коэффициентов перехода от прочности при одном виде напряженного состояния к прочности при другом виде напряженного состояния
- •Минимальные значения переходных коэффициентов
- •Коэффициенты требуемой прочности
- •Расходы вяжущего для производства строительного раствора
- •Значения плотности глиняного теста для различных видов глины
- •Пример расчета состава строительного раствора
- •Лабораторный контроль качества строительных
- •4.2. Ознакомление с образцами естественных камен-
Подбор состава кладочного раствора
Подбор состава раствора заданной марки и требуемой подвижности растворной смеси может быть выполнен по методике, рекомендованной «Инструкцией по приготовлению и применению строительных растворов» (СН-290-74). При этом учитываются назначение раствора, температурно-влажностные условия его применения и эксплуатации, а также другие факторы. Следует выбрать вид и активность вяжущего материала, вид и дозировку добавок, определить расходы компонентов (приближенно расчетом или по таблицам, затем уточнить экспериментально в пробных замесах).
Вяжущий материал выбирается с учетом марки раствора, его назначения и условий эксплуатации конструкций (табл. 12.4). При воздействии агрессивных сульфатных вод применяются сульфатостойкие цементы. В растворах для монтажа крупноблочных, крупнопанельных бетонных и каменных стен используются только цементы общестроительного назначения. Для обеспечения однородности, прочности и других свойств смешанных растворов минимальный расход цементов Qc min в них должен быть не ниже значений, приведенных в табл. 12.5.
Таблица 12.4
Требования к вяжущим веществам для кладочных растворов
Марка раствора |
Вид вяжущего в зависимости от вида конструкции и условий их эксплуатации | |||
рекомендуемый |
допускаемый | |||
А. Наземные при φ < 60 % и фундаменты в малоувлажненных грунтах | ||||
25 и выше |
Портландцемент
Портландцемент с ми- неральными добавками Портландцемент с добавками ПАВ Шлакопортландцемент |
Пуццолановый портландцемент Цемент для строительных растворов Известково-шлаковые вяжущие
| ||
10 и ниже |
Известь гидравлическая
Известково-шлаковые вяжущие Цемент для строительных растворов |
Известково-пуццолановые и известковозольные вяжущие | ||
Б. Наземные при φ > 60 % и фундаменты во влажных грунтах | ||||
25 и выше |
Пуццолановый портландцемент Шлакопортландцемент
Портландцемент с добавками ПАВ Портландцемент с ми- неральными добавками Портландцемент |
Цемент для строительных растворов Известково-шлаковые вяжущие | ||
10 и ниже
|
Цемент для строительных растворов
Известково-шлаковые вяжущие
|
Известково-пуццолановые и известковозольные вяжущие Известь гидравлическая
|
В качестве заполнителя в кладочных растворах используется песок, удовлетворяющий требованиям ГОСТ. Наибольшая крупность его зерен не должна превышать 5 мм в растворах для монтажа стен из крупных сборных элементов, бутовой кладки и 2,5 мм в растворах для кирпичной кладки.
В смешанных растворах второе неорганическое вяжущее в виде известкового или глиняного теста является хорошим пластификатором (неорганической пластифицирующей добавкой) в растворной смеси, а в цементные растворы для этого вводятся органические пластифицирующие добавки – микропенообразователи (мылонафт, подмыленный щелок, ЦНИПС-1, отходы соапстока и др.).
Количество неорганических добавок в растворах для обеспечения их долговечности при φ > 60 % и во влажных грунтах должно удовлетворять условию V'z : V'c ≤ 1, а для глиняного теста, кроме того, при φ ≤ 60 % и в маловлажных грунтах соответствовать неравенству V'z : V'c ≤ 1,5.
Органические пластификаторы дозируются в соответствии с рекомендациями по их применению.
Расчет состава кладочного раствора при выражении его расходами на 1 м3 влажного песка ws = 3 ÷ 7 % выполняется в следующем порядке.
Таблица 12.5
Требования к расходу цемента в кладочных растворах
Вид конструкций и условия их эксплуатации |
Вид смешанного раствора |
Минимальный расход цемента Qc min , кг |
Наземные при φ ≤ 60 % и фундаменты в маловлажных грунтах
То же при φ > 60 % и во влажных грунтах |
Цементно-известковый Цементно-глиняный
Цементно-известковый Цементно-глиняный |
75 100
100 125 |
1. Определяется расход цемента (вяжущего) по формуле*
(12.1)
где Rbs28 – проектная прочность раствора в возрасте 28 сут
(марка), МПа;
Rs - активность цемента (марка), МПа;
- эмпирический поправочный коэффициент, прини-
маемый по табл. 12.6.
_____________________
* При необходимости расход вяжущего может быть определен по приложению 5
Таблица 12.6
Значения эмпирических поправочных коэффициентов
Марка растворов |
4 |
10 |
25 |
50 |
75 |
100 |
150 |
200 |
Поправочный коэффициент |
-0,4 |
-0,2 |
0,15 |
0,55 |
0,79 |
1 |
1,37 |
1,67 |
Полученный результат уточняется по условию табл. 12.5:
Qc ≥ Qc min (12.2)
Далее вычисляется расход вяжущего
V'c = дм3,
где - насыпная плотность вяжущего: 1,1 кг/дм3 для марок 200-500; 0,9 кг/дм3 для марки 150; 0,7 кг/дм3 для марок 25-100.
2. Определяется расход добавки (неорганического пластификатора – известкового или глиняного теста)
V'z = 170 (1 – 0,002Qc) kz дм3,
где kz – коэффициент, учитывающий сорт извести и жирность глины; для глиняного теста с dc = 13 ÷ 14 см и извести II сорта в виде теста и тощей глины в виде порошка kz = 1; для извести I сорта kz = 0,9; для глины средней жирности kz = 0,8; для жирной глины kz = 0,75.
Расход добавки по массе рассчитывается по формуле
Qz = V'z ρm, z кг,
где ρm,z - средняя плотность известкового или глиняного теста, кг/дм3.
Средняя плотность извести II сорта в виде теста принимается равной 1,4 кг/дм3. Плотность глиняного теста дана в Приложении 8.
3. Вычисляется расход по массе влажного песка
Qs = 1000 ρs, s, w,
где ρs, s, w, - насыпная плотность песка при влажности ws = 5 %, кг/дм3.
4. Расход воды определяется в пробных замесах по ее количеству mw, кг (дм3), необходимому для получения требуемой подвижности смеси:
где - расход песка на замес, кг.
Для цементно-известковых и цементно-глиняных растворов с dc = 9 ÷ 10 см расход воды может быть приближенно рассчитан по формуле
Qw = 0,5 (Qc + Qz).
Определение подвижности растворной смеси выполняется в соответствии с п. 12.3.
В заключение состав раствора выражается соотношением расходов компонентов по массе
по объему
и водовяжущим отношением
Пример расчета состава строительного раствора приведен в приложении 9.
Соответствие прочности расчетного состава раствора требуемой марке проверяется экспериментально в пробном замесе. При этом прочность раствора определяется по методике, приведенной в п. 12.4.
Расходы материалов на пробные замесы рассчитываются исходя из необходимого объема пробы Vbs,mix, дм3.
Расход песка на замес составляет
кг,
где - коэффициент выхода раствора;
- насыпная плотность влажного песка, кг/дм3
В расчете значение может быть принято приближенно равным 0,85.
При использовании для замесов сухого песка необходимо выполнить перерасчет его расхода по формуле
где - влажность песка, %.
Далее устанавливается расход вяжущего =кг и добавкикг.
Приближенное значение расхода воды на замес составляет
кг (дм3).
При использовании сухого песка выполняют перерасчет расхода воды по формуле