Лабараторные работы(практикум)

щебня должна быть выше марки бетона не менее чем в 2 раза.

Т а б л и ц аУ9.2

Б

Т

Марки гранитного щебня

Марка

Потеря массы

Предел прочности

й

Н

по прочности

при испытании, %

при сжатии исходной

горной породы, МПа

1400

ит

св. 140

до 12 включ .

1200

св. 12 до 16

св. 120 до 140

Гравий керамзи

вый,

керамзит гравиеподобный и другие по-

1000

св. 16 до 20

св. 100 до 120

800

св. 20 до 25

св. 80 до 100

600

насыпной

св. 60 до 80

св. 25 до 34

т

ели

личие т плотных маркируются по прочно-

ристые заполни

в

сти (дробимости)

по

плотности, поскольку они предна-

значены для получен

я легких бетонов. Легкость - их главное дос-

тоинство. Но прочность пористых заполнителей тоже важна, поэто-

Прочность пористых заполнителей оценивается косвенно по ме-

му, согласно стандарту,

каждой марке по

насыпной плотности

д лжна с тветствовать определенная прочность. Требования

п

СТБ 1217зк керамзитовому гравию и керамзиту гравиеподобному

риведены в табл. 9.3.

е

Р

тодике согласно ГОСТ 9758.

201

Т а б л и ц а

9.3

Марки и требования к прочности керамзита

Марка

Прочность при сдавливании

в цилиндре, МПа

Насыпная плот-

У

по на-

по

керамзита

3

сыпной

прочно-

ность, кг/м

керамзитового

щебнеподоб-

плотно-

сти

гравия

Т

ного

сти

200

П15

до 200 включит.

до 0,5 включит.

-

250

П25

св. 200 до 250

св. 0,5 до 0,7

-

300

П35

св. 250 до 300

св. 0,7 до 1,0

-

350

П50

св. 300 до 350

св. 1,0 до 1,5

-

400

П50

св. 350 до 400

св. 1,0 до 1,5

-

Н

450

П75

св. 400 до 450

св. 1,5 до 2,0

св. 1,5 до 2,0

500

П100

св. 450 до 500

й

св. 2,0 до 2,5

св. 2,0 до 2,5

Б

550

П100

св. 500 до 550

св. 2,0 до 2,5 св. 2,0 до 2,5

600

П125

св. 550 до 600

и

св. 2,5 до 3,0

св. 2,5 до 3,3

700

П150

р

св. 3,3 до 4,5

св. 600 до 700

св. 3,3 до 4,5

800

П200

св. 700 до 800

св. 4,5 до 5,5

св. 4,5 до 5,5

ГОСТ 9758 не менее ус ановленного

минимума. Выборочно эти

Щебень аглопоритовый по СТБ 1217 подразделяется на марки по

т

насыпной плотности и пр чн сти. Каждой марке должна соответст-

вовать прочность на сдавливание в цилиндре по методике

и

з

требования приведены в абл. 9.4.

по

Т а б л и ц а

9.4

Марки и требования к прочности аглопоритового щебня

Марка

Насыпная плотность,

Прочность при сдав-

е

кг/м3

ливании в цилиндре,

о на-

Р

сы ной

роч-

МПа

плотностип

ности

1

2

3

4

400

П35

от 350 до 400 включит.

от 0,4 до 0,5 включит.

450

П50

от 400 до 450

от 0,5 до 0,6

202

Окончание табл. 9.4

1

2

3

4

500

П50

от 450 до 500

от 0,5 до 0,6

550

П75

от 500 до 550

от 0,6 до 0,7

600

П75

от 550 до 600

от 0,6 до 0,7

У

700

П100

от 600 до 700

от 0,7 до 0,8

800

П150

от 700 до 800

от 0,8 до 0,9

900

П250

от 800 до 900

от 0,9 до 1,0

Задания

Н

Б

ОСТИ

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТ

КРУПНЫХ ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

й

отношение

Насыпной плотностью заполнителя

называется

его массы ко всему занимаемому объему, включая межзерновую

пустотность.

заполнителя

Насыпная плотность является важной характеристикой заполни-

телей,

особенно пористых, основная марк ровка которых произво-

дится по этому показателю. Знан е насыпной плотности необходи-

пло

, если известен его объ-

мо для расчета массовой доли

ем. При определении вместим сти складских помещений, бункеров

т

исходя из требуемой массырзап лнителя при расчете состава бето-

иметь

на, дозировании зап лни елей также необходимо знать эту характе-

ристику. Насыпную

ность определяют путем взвешивания за-

полнителя данной фракции, высушенного до постоянной массы, в

мерном сосуде.

льно

в

виду, что результат

определения

насыпной

Следует

пл тн сти

аполнителя зависит от вместимости и формы мерного

с суда изт с тношения размеров сосуда и зерен заполнителя. При

данн й крупн сти зерен, чем меньше размеры сосуда, тем относи-

е

меньшей будет степень заполнения его объема зернистым

т

Р

мат риалом. Поэтому действующие нормы предусматривают ис-

ппользование стандартных мерных цилиндрических сосудов различ-

Приборы и материалы

У

1. Весы настольные циферблатные.

2. Шкаф сушильный.

Н

3. Крупный заполнитель: щебень гранитный и аглопоритовый,

гравий природный и керамзитовый.

Б

Т

4. Цилиндры мерные вместимостью 5, 10, 20, 50 л.

Методика испытаний

й

Насыпную плотность определяют следующим образом. Высу-

шенный до постоянной массы

заполнитель

насыпают

с высоты

100 мм в предварительно взвешенный мерный сосуд до образования

над верхом сосуда конуса.

р

Затем, не сдв гая сосуд (во избежание

уплотнения заполнителя), стальной л

нейкой движением к себе, от

о2

1

себя или от середины влево и вп аво с езают конус, и сосуд с за-

полнителем взвешивают.

т V

Насыпную плотнос ь зап лни еля в кг/м3 вычисляют по формуле

и

(m m )

з

н

,

(9.1)

о

где m2 – масса мерного сосуда с заполнителем, г (кг);

m1 – масса мерн го сосуда, г (кг);

п

3

V – вместим сть мерного сосуда, л (м ).

е

Насы ную пл тность определяют два раза, при этом каждый раз

б рут новую орцию заполнителя.

За р зультат принимают среднеарифметическое значение двух

Р

паралл льных испытаний.

Результаты испытаний

Результаты испытаний крупных заполнителей заносят в табл. 9.1 и

сравнивают между собой по насыпной плотности. Анализируют, по-

чему гравий тяжелее щебня, почему природные заполнители тяжелее

искусственных.

Для керамзитового гравия и аглопоритового щебня

устанавливают их марки по плотности, пользуясь табл. 9.3, 9.4.

У

Т а б л и ц а 9.5

Результаты определения насыпной плотности

крупных заполнителей

Б

ТЩебень

Гравий

Щебень

Гравий

Определения

при-

гранит-

керам-

аглопо-

родный

ный

зито-

рито-

Н

й

вый

вый

Фракция, мм

Вместимость мерного

цилиндра, л

Масса мерного цилинд-

и

ра, кг

Масса заполнителя, кг

Насыпная плот

р

ность

заполнителя, кг/ м3

пори

Марка по насыпной

со-

плотности (для

з

тых заполн телей)

объяснение

Заключение

п

Сравнить насыпную плотность испытанных заполнителей и дать

е

.

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЗЕРЕН

Р

ЗАПОЛНИТЕЛЕЙ

Объем зерен заполнителя определяют по разнице в результатах

взвешивания пробы на воздухе и в воде. Так как взвешивание в воде

сопряжено с возможностью ее проникания в поры зерен заполните-

ля, последний заранее насыщают водой.

Плотность зерен заполнителя в г/см3 или кг/м3 вычисляют по

формуле

m2 d

У

з

,

(9.2)

m1 m2

Т

Н

где m – масса пробы заполнителя в сухом состоянии, г (кг);

m1 – масса пробы заполнителя в водонасыщенном состоянии (ре-

зультат взвешивания на воздухе), г (кг);

Б

m2 – результат взвешивания той же пробы в воде, г (кг);

ρв – плотность воды, принятая равной 1 г/см3 (1000 кг/м3).

Приборы и материалы

и

1. Весы настольные циферблатные.

2. Весы с приспособлением для г дростат

ческого взвешивания.

3. Шкаф сушильный.

р

й

4. Сосуд для насыщения

теля.

заполн

5. Сита из стандартного наб .

теля

6. Щетка металлическая.

з

Ме дика испытаний

объемом в 1 л высушивают до по-

Пробы крупного аполн

стоянной массы в суш льном шкафу.

о

Затем их насыщаютиводой, опуская в воду комнатной температу-

п

ры на 2 ч для т го, чтобы в процессе гидростатического взвешива-

ния исключить пр никание воды в поры. Поскольку этот процесс

е

длительный, для ускорения лабораторной работы студентам пред-

лагаются заранее приготовленные пробы заполнителей, взвешенные

Р

Результаты испытаний

Плотность зерен заполнителя вычисляют по формуле (9.2) иУза-

носят в табл. 9.6.

Т

Т а б л и ц а 9.6

Н

Результаты определения плотности зерен заполнителей

Б

Определения

Гравий

Щебень

Гравий

Щебень

пр род-

гранит-

керамзи-

аглопо-

ный

ный

товый

ритовый

Масса пробы сухого за-

и

полнителя, г

То же насыщенного в -

р

дой, г

Результат

а иче-

ского взвеш ван я,

о

Суммарный объем зерен

т3

пробы аполн теля, см

Средняя плотность зерен

гидрос

зап лнителя в сухом

с

3

янииз, г/ см

То же, кг/м3

сто

п

Заключение

е

Р

н

У

V

пуст

1

100 ,

(9.3)

з

где ρн и ρз в кг/м3.

Т

Проделав этот расчет, следует сравнить пустотность гравия и

щебня. Как правило, пустотность щебня больше, что связано с фор-

Н

мой его зерен. Взаимная укладка угловатых зерен щебня оказывает-

ся менее компактной, чем округлых зерен гравия.

Повышенная пустотность щебня – фактор негативныйБ: при про-

чих равных условиях он приводит к необход мости повышенного

расхода цемента для получения плотного бетона. С другой стороны,

й

преимущество щебня перед г авием состо т в лучшем сцеплении с

ним цементного камня, что являетсяешающим фактором при по-

лучении высококачественных бет н в.

При сравнении межзерн в й пустотности пористых заполните-

р

лей следует также обра и ь внимание на то, что у керамзитового

гравия она меньше, у аглопори

больше.

ового

Затем следует проанал з ровать свойства зерен испытуемых за-

полнителей. Данные

т

задания № 2 можно использовать для оцен-

ки во

я

аполн телей за время их пребывания в воде.

и

Вод п гл щение по массе, %,

з

m1

m2

допоглощен

Wпоглм

100 .

(9.4)

m

Водопоглощение по объему, %,

п

е

з

m1

m

Р

W

погло

W

погл м

100 .

(9.5)

н

m m

2

1

208

(Обозначения величин приведены в задании 2.)

Пористые заполнители – керамзит и аглопорит, естественно, име-

ют гораздо большее водопоглощение, чем природный гравий и гранит-

ный щебень – материалы весьма плотные. При приготовлении легкобе-

тонных смесей это обстоятельство следует учитывать при дозировании

воды и при выборе технологических приемов. В частности, бетонные

смеси на пористых заполнителяхпослеприготовлениядолжны быть как

можнобыстрее уложены, впротивном случаеводопоглощениезаполни-

телейприведетк ухудшениюудобоукладываемостибетонныхсмесей, и,

какследствие, кснижениюпрочностибетонов.

Пористость зерен заполнителей в процентах определяетсяУпо

формуле

Т

V

н

Н

пор

1

100 ,

(9.6)

где ρ – плотность вещества заполнителей (истинная плотность), кг/м3.

Определение плотности вещества (

плотности)

произ-

Б

водится путем истирания материала в тонкий порошок с после-

дующим определением объема

ж

,

вытесняемой навеской

порошка. Поскольку студенты уже ознакомились с этой методикой

в ходе других лабораторных

абот,

истинной

здесь можно принять значения

ρ, сообщаемые преп давателем.

дкости

Рассчитав порист

зе ен заполнителей, следует сравнить по-

р

лученные резуль а ы и ценить эффективность технологии произ-

водства пористых зап лни елей, в частности, керамзитового гравия.

о

Чем больше пор с ос ь заполнителя, тем меньше материалоем-

кость, энергоемкость производства, себестоимость; с другой сторо-

сть

так как

ны, выше эффект вность его применения в легких бетонах,

бет ны п лучаются более легкими, с меньшей теплопроводностью.

и

Дальнейший анализ экспериментальных данных позволяет оце-

нить

з

заполнителей качественно. Коэффициент

рист сть зерен

насыщения п р

о

Wпогло

п

Кн

(9.7)

Vпор

е

Р

Результаты испытаний

Результаты определения структурных характеристик заносят в

табл. 9.7.

Т

Т а б л и ц а

9.7

У

Н

Структурные и гидрофизические характеристики пористых

заполнителей

Гравий

Щебень

Б

Определения

природ-

гранит-

керамзи-

алопори-

ный

й

товый

ный

товый

Насыпная плотность,

и

3

кг/ м (из задания 1)

Средняя пустотность

р

зерен, кг/ м3 (из зада-