Насипна густина та пустотність крупного заповнювача

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних випробувань будівельних матеріалів

(для студентів всіх будівельних спеціальностей)

ЧАСТИНА 2

(денна форма навчання)

.

.

Макіївка ДонНАБА – 2006 р.

Міністерство освіти і науки України

Донбаська національна академія будівництва і архітектури

Кафедра технологій будівельних матеріалів, виробів та автомобільних доріг

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до лабораторних випробувань будівельних матеріалів

(для студентів всіх будівельних спеціальностей)

ЧАСТИНА 2

(денна форма навчання)

.

.

Макіївка ДонНАБА – 2006 р.

ЗМІСТ

ЗАПОВНЮВАЧІ ДЛЯ БЕТОНІВ І РОЗЧИНІВ.. 5

ПРОЕКТУВАННЯ СКЛАДУ ВАЖКОГО ЦЕМЕНТНОГО БЕТОНУ.. 11

ЛЕГКИЙ БЕТОН.. 17

НІЗДРЮВАТИЙ БЕТОН.. 24

МЕТОДИ ВИЗНАЧЕННЯ МІЦНОСТІ БЕТОНУ БЕЗ РУЙНУВАННЯ.. 27

БУДІВЕЛЬНІ РОЗЧИНИ.. 30

АЗБЕСТОЦЕМЕНТНІ МАТЕРІАЛИ.. 34

УДК 691 (071)

Методичні вказівки до лабораторних випробувань будівельних матеріалів (для студентів всіх будівельних спеціальностей, частина 2, денна форма навчання)/ Укл. В.І. Братчун, Єфремов О.М., В.Г. Вешневська. – Макіївка: ДонНАБА, 2006. – 38 с.

Викладена методика розрахунку складу щільних, легких і ніздрюватих бетонів, будівельних розчинів, а також випробування властивостей цих матеріалів. Описані методи визначення міцності бетону в конструкціях (без руйнування). Наведені дані про властивості заповнювачів для бетонів, азбестоцементних матеріалів і вимоги до їх якості відповідно діючих стандартів. Дається стислий опис лабораторного обладнання.

Укладачі: В.І. Братчун, д.т.н., професор

О.М. Єфремов, к.т.н., доцент

В.Г. Вешневська, к.т.н., доцент

1. ЗАПОВНЮВАЧІ ДЛЯ БЕТОНІВ І РОЗЧИНІВ

Заповнювачами для бетонів і розчинів називають природні або штучні пухкі кам’яні матеріали. В залежності від розмірів зерен їх поділяють на дрібні (пісок) і крупні (щебінь і гравій).

1.1. Пісок

Пісок – це пухка суміш зерен 0,16-5 мм. Для бетонів застосовують крупні, середні, дрібні, подрібнені й подрібнені з відсівів, а також піски, збагачені і фракціоновані, що відповідають вимогам ДСТУ Б В.2.7-32-95. Вибір піску для бетонів проводять за насипною густиною, зерновим складом і модулем крупності, вмістом пилуватих і глинистих часток, петрографічним складом, в тому числі за вмістом шкідливих домішок, включаючи органічні і потенційно реакційноздатні породи і мінерали. При застосуванні подрібнених пісків їх якість характеризується за границею міцності вихідної гірської породи при стиску в насиченому водою стані. Кращими за якістю є кварцові піски, їх найчастіше застосовують для бетонів і розчинів.

Повний об’єм піску для проведення всіх випробувань, передбачених держстандартом, складає 50 кг.

Насипна густина піску

Обладнання і матеріали. Мірний циліндр об’ємом 1 л, терези технічні або торгівельні з гирками, шафа сушильна, лінійка металева, сито з отворами діаметром 5 мм, совок, проба піску масою 5 кг.

Випробування.

Пісок фракції менш 5 мм висипають у попередньо зважений мірний циліндр з висоти 10 см верхнього краю до утворення над верхом циліндру конусу. Без ущільнення піску зрізують надлишок нарівні з краями мірного циліндра за допомогою металевої лінійки. Після цього циліндр з піском зважують. Всі важення провадять з точністю 0,1% за масою.

При відсутності лабораторної лійки дозволяється засипати пісок у мірний циліндр совком з висоти 10 см.

Насипну густину піску (r_н) в кг/м³, обчислюють за формулою (1.1.):

, (1.1.)

де m₁ – маса мірного циліндру, кг; m₂ – маса мірного циліндру з матеріалом, кг;

V – об’єм мірного циліндру, м³.

Результати випробувань заносять до табл. 1.1.

Таблиця 1.1

Результати насипної густини дрібного заповнювача

№ п.п	Маса мірного циліндру, m1, кг	Маса мірного циліндру з піском, m2, кг	Об’єм мірного циліндру, V, м3	Насипна густина, кг/м3
окремі значення, rн	середнє значення,

Зерновий склад піску

Обладнання і матеріали. Терези технічні або торгівельні з гирками, стандартний набір сит з круглими отворами діаметром 10; 5 і 2,5 мм і сітками №1,25; 063; 0,315; 0,16 (в круглих або квадратних обичайках з діаметром або боковою стороною не менш як 100 мм), шафа сушильна, аркуші білого паперу 500х500 мм, секундомір, середня проба піску масою 2 кг.

Випробування. Зерновий склад піску визначають просіюванням крізь стандартний набір сит. Пробу піску масою 2 кг висушують до сталої маси і просіюють крізь сита з отворами діаметром 10 і 5 мм. Залишки на ситах зважують і обчислюють процентний вміст в піску фракцій гравію від 5 до 10 мм (Гр₅) і понад 10 мм (Гр₁₀) за формулами:

_, (1.2)

, (1.3)

де m₁₀ і m₅ – залишки на ситах з отворами 10 і 5 мм, кг; m₁ – маса проби, кг.

Із проби піску, який пройшов крізь вказані вище сита, відбирають наважку 1 кг і просіюють ручним або механічним засобами. Крізь сито на чистий лист паперу протягом 1 хвилини повинно проходити не більш як 0,1% частинок від загальної маси просіяної наважки.

Залишки піску на кожному ситі зважують з точністю 0,1% від маси. Обчислюють часткові залишки (а_і) %, на кожному ситі за формулою:

(1.4.)

де m_і – маса залишку на відповідному ситі, кг;

m – маса просіяної наважки, кг.

Потім з точністю до 0,1% визначають повні залишки на кожному ситі за формулою (1.5.):

, (1.5.)

де а_2,5 – часткові залишки на відповідних ситах, %.

Результати визначення зернового складу піску заносять до табл. 1.2. та відображають графіками у вигляді кривих просіювання (рис.1.1).

Таблиця 1.2.

Зерновий склад піску

Для умовного визначення крупності піску застосовують особливий термін – модуль крупності (М_к), який означає суму повних залишків на ситах, поділену на 100

, (1.6)

Пісок залежно від зернового складу поділяють на групи: підвищеної крупності М_к=3-3,5; крупний М_к=2,5-3,0; середній М_к=2,0-2,5; дрібний М_к=1,5-2,0; дуже дрібний М_к=1,0-1,5.

Зерновий склад піску, одержаний за результатами просіювання на стандартних ситах, повинен знаходитися в межах заштрихованої смуги на графіку, де вказані допустимі границі коливань зернового складу природних пісків наведеним вимогам. До дрібного піску вводять добавки крупних фракцій природного або подрібненого піску, а до крупного піску для зниження модуля крупності – дрібні піски.

Рис. 1.1. Граничні криві просіювання піску

1.2. Щебінь (гравій)

Щебінь – пухкий матеріал з розміром зерен 5-70 мм, що здобувають при подрібненні щільних гірських порід або штучних матеріалів.

Гравій - пухкий матеріал, що утворився в результаті природного руйнування гірських порід, з обкатаною формою зерен розміром 5-70 мм.

В бетоні він забезпечує формування макроструктури, яка визначається фізико-механічними властивостями гірської породи, з якої одержують щебінь, крупністю і формою зерен щебеню, зерновим складом і кількісним вмістом щебеню в бетоні.

Згідно з ДСТУ Б В. 2.7 – 71 - 98 якість крупного заповнювача (щебеню, гравію) визначається такими показниками: зерновий склад; форма зерен; міцність; вміст зерен слабих порід; вміст пилуватих і глинистих частинок; морозостійкість; петрографічна характеристика; істинна, середня і насипна густина; пористість, пустотність і водопоглинання.

Маса лабораторної проби крупного заповнювача залежить від розміру зерен (табл. 1.3).

Таблиця 1.3

Маса лабораторної проби крупного заповнювача

Насипна густина та пустотність крупного заповнювача

Обладнання і матеріали. Ваги настільні циферблатні або лабораторні, циліндри мірні, шафа сушильна, сталева лінійка, середня проба щебеню (гравію).

Випробування. Пробу щебеню (гравію) висушують до сталої маси і охолоджують.

Щебінь (гравій) насипають совком з висоти 10 см у попередньо зважений мірний циліндр до утворення конуса, який знімають металевою лінійкою урівень з краями (без ущільнення), після чого циліндр із щебенем (гравієм) зважують і обчислюють насипну густину (r_н) з точністю до 10 кг/м³ за формулою (1.7.):

, (1.7.)

де m₁ – маса мірної посудини, кг; m₂ – маса мірної посудини з матеріалом, кг;

V – об’єм мірної посудини, м³.

У залежності від найбільшого номінального розміру щебеню (гравію) застосовують циліндри відповідно до табл. 1.4

Таблиця 1.4

Залежність об’єму циліндра від розміру крупного заповнювача

Визначення проводять двічі, кожного разу для нової порції матеріалу. Розбіжність в паралельних визначеннях не повинна перевищувати 50-70 кг/м³.

Результати випробувань заносять до таблиці 1.5.

Таблиця 1.5

Результати насипної густини крупного заповнювача

№ п.п.	Маса порожньої мірної посудини, m1, кг	Маса мірної посудини з заповнювачем, m2, кг	Об’єм мірної посудини, V, м3	Насипна густина, кг/м3
окремі значення, rн,	середнє значення,
1.
2.

Пустотність щебеню (гравію) визначають шляхом розрахунку на основі попередньо встановлених значень середньої щільності зерен та насипної щільності за формулою:

(1.8)

де r_н - насипна щільність щебеню (гравію) кг/м³, r_m - середня щільність щебеню (гравію), кг/м³