Profilpipe.ru

Профиль Пипл
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение зернового состава цемента

Расчет зернового состава заполнителей для тяжелого бетона

Услуги и цены

Новости

12 окт. 2017 г., 11:34:00

27 окт. 2017 г., 18:23:56

03 нояб. 2017 г., 15:15:00

24 июля 2019 г., 15:12:57

12 авг. 2019 г., 16:09:06

Одним из важных показателей качества заполнителей для бетона является их гранулометрический или зерновой состав. В оптимальном зерновом составе мелкие зерна занимают пустоты между крупными. За счет этого смесь из крупного и мелкого заполнителя будет иметь высокую плотность с минимальным объемом межзерновых пустот.

Для оценки зернового состава производят рассев мелкого и крупного заполнителя на стандартном наборе сит. Рассчитывают характеристики зернового состава, строят графики, анализируют их.

На основании графиков делают выводы о пригодности материала в качестве заполнителя для бетона.

Определение прочности тяжелого бетона

Для оценки прочности бетона обычных стандартных испытаний контрольных образцов недостаточно. Контрольные образцы имеют другие размеры и это сказывается на условиях их формования и затвердения.

В настоящее время широко применяются неразрушающие методы для контроля прочности бетона. Они позволяют ориентировочно определить прочность в любой конструкции, определить прочность на любом отдельном участке конструкции или изделия.

Можно выделить две группы неразрушающих методов:

  • механические или поверхностные. В данном методе используются ударные импульсы, отскок, пластическая деформация, отрыв участка конструкции и т.п.
  • физические. Используются метод свободных колебаний, ультразвуковые и резонансные методы.

Результаты опытов заносят в таблицу с данными и характеристиками:

  • Вид контролируемой прочности и ее требуемое значение
  • Наименование неразрушающего метода, тип прибора
  • Среднее значение косвенной характеристики прочности
  • Значение прочности бетона по градуировочной зависимости, МПа
  • Поправочный коэффициент
  • Значение прочности бетона с учетом поправочного коэффициента, МПа
  • Среднее значение прочности бетона, МПа

4. Определение зернового состава крупного заполнителя

Зерновой состав крупного заполнителя при проектировании состава бетона подбирается, исходя из главного требования — получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, что обеспечит наименьший расход цемента в бетоне с заданными свойствами.

Зерновой состав крупного заполнителя подбирается с учетом наибольшего Днаиб и наименьшего dнаим размеров щебня или гравия.

Наибольшая крупность зерен соответствует размеру отверстия первого из сит, на котором полный остаток не превышает 10 %.

Наименьшая крупность зерен соответствует размеру отверстия первого из сит, на котором полный остаток более 90 %.

Подготовка пробы и проведение испытания

Для определения зернового состава щебня (гравия) отвешивается 5 кг пробы, которая просеивается через стандартный набор сит (5, 10, 20, 40 и 70 мм). Затем вычисляют частные остатки (% от массы пробы) и полные остатки (%). Точность просева допускает отклонение не более  0,5 %.

Результаты определения зернового состава крупного заполнителя заносят в табл. 5.

Размеры отверстий сит, мм

Результаты определения зернового состава щебня выражают кривой просеивания, для построения которой на оси абсцисс откладывают размеры отверстий сит (мм), а на оси ординат — полные остатки на ситах (%) (см. рис. 3).

Исходя из данных таблицы 5 и зависимости полных остатков от диаметров сит ( рис.3) установили что:

Днаиб = 40 (П.О = 0%);

(0,5 dнаим + Днаиб ) = 22,5 (П.О = 12%);

1.25 Днаиб = 50 (П.О = 0%).

Щебень или гравий признается пригодным по зерновому составу для приготовления бетона, если кривая его зернового состава располагается в области, ограниченной стандартной кривой (рис. 4).

Вывод: исследуемый щебень низкого качества для производства бетонов; качество щебня компенсируется увеличением расхода цемента.

5. Определение подвижности бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси характеризуется измеряемой осадкой (см) конуса (ОК), отформованного из бетонной смеси, подлежащей испытанию (рис.4).

Рис. 4. Определение подвижности бетонной смеси при помощи конуса:

а — общий вид б — жесткая смесь; в — малоподвижная;

г — подвижная; д — очень подвижная и литая

Для определения подвижности, т.е. способности смеси расплываться под действием собственной массы, и связанности бетонной смеси служит стандартный конус. Он представляет собой усеченный, открытый с обеих сторон конус из листовой стали толщиной 1 мм. Высота конуса 300 мм, диаметр нижнего основания 200 мм, верхнего 100 мм. Внутреннюю поверхность формы-конуса и поддон перед испытанием смачивают водой. Затем форму; устанавливают на поддон и заполняют бетонной смесью в три приема, уплотняя смесь штыкованием (штыкуют металлическим стержнем 25 раз в один приём). После заполнения формы и удаления излишков смеси форму тотчас снимают, поднимая ее медленно и строго вертикально вверх за ручки. Затем металлический конус устанавливают радом с бетонным конусом. Разность в высотах металлического и бетонного конуса, измеряемая с точностью до 0,5 см, означает подвижность бетонной смеси. Измерение производят два раза с одним и тем же замесом и по двум результатам вычисляют среднеарифметическое значение подвижности с точностью до 1 см. При этом разница между двумя результатами не должна превышать 2 см. в противном случае приготовляют новый замес, и опыт повторяют до получения необходимых результатов. Подвижная бетонная смесь, освобожденная от формы, дает осадку или даже растекается.

Читать еще:  Трубчатые печи для производства цемента

Результаты опытов заносят в таблицу 6

Таблица 6. Результаты определения подвижности бетонной смеси

Определение зернового состава цемента

КАЧЕСТВЕННО

БЫСТРО

SEO оптимизация

адаптивная верстка

Ремонт в регионах

  1. Главная
  2. Строительство
  3. Роль песка в бетоне
  4. Влияние песков на свойства бетонов

Многочисленными исследователями были разработаны оптимальные зерновые составы песков для бетонов, с помощью кототорых стремились получить наиболее экономичные бетоны с наименьшим расходом цемента и наибольшей прочностью.

По данным Б. Г. Скрамтаева, Граф считал, что в песке должно быть зерен размером мельче 1 мм от 16 до 25%.

И. П. Александрин рекомендовал непрерывный зерновой состав всех заполнителей — крупных (гравия или щебня) и мелких (песка) — в зависимости от содержания цемента в бетоне (табл. 1); в этой таблице практически изменяется содержание только самой мелкой ( 0 — 1/500) и самой крупной фракции (1/2—1).
Зерновой состав всех заполнителей в бетоне на щебне.

Таблица 1. Зерновой состав всех заполнителей бетона на щебне

Процент указан от суммы крупных и мелких заполнителей

Так для бетона с предельной крупностью щебня 40 мм будет изменяться только содержание фракции 0 — 0,8 мм и 20—40 мм, в то время как содержание заполнителей в интервале от 0,8 до 20 мм будет постоянным, независимо от расхода цемента в бетоне.

Рис. 1. Допустимый зерновой состав песков и рекомендуемый для сборного железобетона
1- нижняя граница по ГОСТ, 2 — верхняя граница по ГОСТ для бетона марок больше 150 конструкций, работающих в тяжелых условиях, 3 — верхняя граница по ГОСТ для бетонов марок 150 и ниже. не насыщенного водой 4 — верхняя граница рекомендуемого для сборного железобетона зернового состава

Предложенная И. П. Александриным зависимость основана на том, что в тощих бетонах мелкие фракции песка могут компенсирвать недостаток цемента и обеспечить необходимую связность бетонной смеси, а иногда и водонепроницаемость бетона.
Такие функции могут нести, однако, только фракции песка размером ниже 50—60γ.
В ГОСТ 2781—50 приведен допускаемый зерновой состав песков (рис.1)

Рекомендуемый зерновой состав песков для бетона, употребляемого при строительстве плотин в США, приведен на рис. 2. В состав бетона с предельной крупностью щебня 150 мм, примененного на строительстве крупных плотин, входил песок с зерновым составом.
В рекомендациях шведского цементного общества (табл. 2) обращает внимание большое количество фракций 0,15 мм — 0; исследованиями Меркера найдено, что содержание этих фракций должно устанавливаться в зависимости от содержания цемента в бетоне. При расходе цемента 418 кг/м3 Меркер рекомендует вовсе исключить фракцию песка 0,15 -0, а при расходе цемента 250 кгсм3 уменьшить количество фракций 0,15мм — 0.до двух раз с данными табл 13.

Рис. 2 Рекомендуемый состав песков для бетона, употребляемого в плотинах США: 1- граница мелкого песка, 2 — граница крупного песка.

При возведении плотины в Австрии (650 тыс. м3 бетона) применялся обогащенный песок, состоявший из 50% фракции 1—3 мм и 50% фракции 0,12—1 мм. Этот песок был получен из природного (содержавшего 27% фракции 1—3 мм, 67% фракции 0,12—1 мм и 6% фракции 0—0,12 мм) путем удаления пыли 0,12 мм — 0 и фракционирования песка. Такое обогащение песка позволило несколько снизить В : Ц в бетонной смеси при неизменной ее подвижности и увеличить проч­ность бетона в возрасте 90 суток на 13—17% (71].

Таблица 2. Зерновой состав песков

Определение зернового состава песка

Зерновой (гранулометрический) состав песка имеет большое значение для получения тяжёлого бетона заданной марки. В тяжёлом бетоне песок служит для заполнения пустот между зёрнами крупного заполнителя. В то же время все пустоты между зёрнами песка должны быть заполнены цементным тестом. Кроме того, этим же тестом должны быть покрыты и поверхности всех частиц. Для уменьшения расхода цементного теста следует применять пески с малой пустотностью и наименьшей суммарной поверхностью частиц. Крупный песок имеет небольшую поверхность зёрен, но значительную пустотность. Мелкий же, наоборот, обладает меньшей пустотностью, но очень большой суммарной поверхностью зёрен. Поэтому для получения бетона плотной структуры при наименьшем расходе цемента целесообразно применять крупные пески, содержащие оптимальное количество средних и мелких частиц.

Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нём зёрен различного размера. Для определения зернового состава песка применяют ситовой анализ. Среднюю пробу песка массой 1 кг высушивают, а затем просеивают сквозь сита с круглыми отверстиями диаметром 5 и 10 мм. Полученные на ситах остатки взвешивают и определяют с точностью до 0,1 % содержание в песке зёрен крупностью 5 – 10 (Гр5)и выше 10мм (Гр10)по формулам:

Читать еще:  Покраска цементом по шиферу

где Гр5 и Гр10 – содержание в песке зёрен крупностью 5 – 10 мм и выше, %;

М – масса пробы, г;

М5 и M10 – остатки на ситах с круглыми отверстиями, равными соответственно 5 и 10 мм, г.

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску 1000 г и просеивают её ручным или механическим способом через комплект сит, последовательно расположенных по мере уменьшения размера отверстий в ситах (сита с круглыми отверстиями диаметром 0,5 мм, ниже сита с сетками, имеющими квадратные отверстия размером 1,25; 0,63; 0,315 и 0,14 мм). Просеивание считается законченным, если через сито на чистый лист бумаги за 1 мин. Проходит не более 0,1 % зёрен песка от общей массы просеиваемой навески.

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные остатки на каждом сите с точностью до 0,1 % по формуле:

где аi частный остаток, %;

Mi – масса остатка на данном сите, г;

М – масса просеиваемой навески, г.

Затем с точностью до 0,1 % определяют полные остатки на каждом сите.

Полный остаток Ai, %, определяют как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите по формуле

где а2.5 + . + аi частные остатки на ситах с большим размером отверстий 2,5 мм, %;

ai частный остаток на данном сите, %.

Для оценки зернового состава песка и его пригодности для приготовления бетона результаты просеивания (по полным остаткам) наносят на график. На графике по оси абсцисс в определённом масштабе откладывают размеры отверстий на ситах с сеткой № 014; 0,315; 0,63; 1,25; 2,5 и 5, а по оси ординат – значения полных остатков на соответствующих ситах, %. Полученные точки соединяют ломаной линией. Если кривая, характеризующая зерновой состав испытуемого песка, располагается в заштрихованной части графика, то такой песок признают годным для приготовления бетона. Если кривая располагается выше заштрихованной части, то песок считается мелким, а если ниже – крупным. В песке для бетонов и растворов не допускается наличие зёрен размером более 10 мм. Зёрен размером от 5 до 10 мм не должно быть более 5 % по массе. Количество мелких частиц, прошедших через сито № 014, не должно превышать 10 %.

Зерновой состав песка характеризуется также модулем крупности Мк, который вычисляют с точностью до 0,1 по формуле:

Пески для строительных работ (ГОСТ 8736 – 77, (с изм.)) в зависимости от зернового состава подразделяют на следующие группы: крупные, средние, мелкие и очень мелкие. Для каждой группы песков значения Мк и полный остаток на сите с сеткой № 063 должны соответствовать значениям, приведённым в таблице.

Результаты определения зернового состава песка заносят в таблицы 1, 2.

Таблица 1 – Содержание в песке зерен

Пробу просеивают ручным способом через сита с отверстиями, соот­ветствующими номинальным размерам зерен: 1,25Д; Д; 0,5 (Д + d); d, а также 2,5 и 1,25 мм. Так для смеси фракций заполнителя от 5 до 20 мм не­обходимо рассеять пробу через набор сит с диаметрами отверстий: 1,25 ´ 20; 20; 0,5 (20 + 5); 5; 2,5; 1,25 мм, т. е. 25; 20; 12,5; 5; 2,5; 1,25 мм.

При определении зернового состава нефракционированного заполните­ля рассев производят с применением полного набора стандартных сит с отвер­стиями 2,5; 5; 7,5; 10; 12,5; 15; 20; 25; 30; 40; 50; 60; 70 мм.

После просеивания щебня остатки на каждом сите взвешивают и оп­ределяют частные остатки аi в процентах по формуле

ai = (mi / m) ·100, (7)

где mi – масса остатка на каждом сите, г;

m масса пробы, г.

По найденным значениям частных остатков рассчитывают полные остатки на каждом сите А, равные сумме частных остатков на ситах с большими размерами отверстий и частного остатка на данном сите. Полу­ченные данные заносят в таблицу 7.

Таблица 7 – Определение остатков на ситах

Наименование остаткаДиаметр отверстий контрольных сит, мм
d0,5(d + Д)Д1,25Д2,51,25
Частный, г
Частный, %
Полный, %

Полные остатки на контрольных ситах при рассеве щебня должны соответствовать указанным в таблице 8.

Читать еще:  Средство для удаления цемента с пластика
Диаметр отверстий контрольных сит, ммd0,5 (d + Д)Д1,25 Д2,5 + 1,25
Полный остаток на ситах,От 90От 30До 10До 0,5От 95
% по масседо 100До 80до 100

Таблица 8 – Зерновой состав щебня

В соответствии щебня (гравия) стандартным требованиям по зерновому составу и его пригодности для из­готовления бетона

4 Определение объёма пустот в заполнителе

Пустотность щебня (гравия) определяют по предварительно найденным значениям средней и насыпной плотности щебня (гравия). Пустотность, % по объёму, вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле

где ρm – истинная плотность зёрен щебня (гравия), кг/м 3 ;

ρн – насыпная плотность щебня (гравия), кг/м 3 .

Средняя плотность зёрен щебня (гравия) определяется путём гидростатического взвешивания. Для этого отбирают среднюю пробу щебня (гравия) массой 2,5 кг при крупности зёрен до 40 мм и 5 кг – более 40 мм. В последнем случае крупные зёрна дробят вручную или при помощи лабораторной дробилки до зёрен размером 40 мм, сокращая при этом массу пробы в 2 раза. Полученную пробу высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы, просеивают через сито с размерами отверстий, соответствующими наименьшему размеру зёрен данной фракции исследуемого щебня (гравия), и из остатка на сите отвешивают две навески по 1000 г каждая.

Затем щебень (гравий) погружают на 2 часа в воду комнатной температуры. Уровень воды в сосуде должен быть выше поверхности щебня (гравия) на 20 мм. Насыщенный водой щебень (гравий) вынимают из воды, вытирают мягкой влажной тканью и сразу взвешивают: сначала на технических, а затем на гидростатических весах, помещая его в сетчатый (перфорированный) стакан, погружённый в воду.

Разность массы навески щебня в насыщенном водой состоянии на воздухе и в насыщенном водой состоянии в воде даёт объём навески. Плотность ρm вычисляют с точностью до 0,01 г/см по формуле:

где m – масса навески в сухом состоянии, г;

m1 масса навески в насыщенном водой состоянии на воздухе, г;

m2 масса навески в насыщенном водой состоянии в воде, г;

ρв – плотность воды, г/см 3 .

Испытания проводят два раза и среднюю плотность зёрен щебня (гравия) вычисляют как среднее арифметическое двух определений. Расхождение между результатами двух определений не должно превышать 0,02 г/см. При больших расхождениях производят третье определение и находят среднее арифметическое двух ближайших значений.

Насыпную плотность щебня (гравия) необходимо знать для расчёта состава бетона, определения пустотности крупного заполнителя, а также для расчётов, связанных с перевозкой щебня (гравия), проектированием складов крупного заполнителя и т. д.

Насыпную плотность определяют при помощи мерного цилиндра, объём которого зависит от крупности щебня (гравия). Например, при наибольшей крупности щебня (гравия) 10 мм объём мерного цилиндра должен быть 5 л. при крупности 20 мм – 10л, 40 мм – 20 л и свыше 40 мм – 50 л.

Предназначенный для испытания щебень (гравий) в необходимом количестве высушивают до постоянной массы и охлаждают.

Щебень (гравий) насыпают совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр до образования конуса над краями цилиндра. Излишек щебня (гравия) срезают стальной линейкой вровень с краями, цилиндр со щебнем (гравием) взвешивают и вычисляют насыпную плотность с точностью до 10 кг/м по формуле

где m1 масса цилиндра с заполнителем, кг;

m2 масса цилиндра, кг;

V объём цилиндра, м.

Насыпную плотность щебня (гравия) определяют три раза (при этом каждый раз берут новую порцию) и вычисляют среднее арифметическое трёх определений.

Контрольные вопросы для защиты выполненной лабораторной работы

1 Какие экспериментальные данные нужно иметь для оценки пригодности песка для бетона?

2 По каким показателям оценивают качество щебня?

3 Как установить модуль крупности песка? С какой целью его определяют?

4 Как определить марку крупного заполнителя по прочности? С какой целью его определяют?

5 Как влияет прочность заполнителя на прочность бетона?

6 Как содержание игловатых и пластинчатых частиц в щебне влияет на качество бетонной смеси и бетона?

7 Ваши предложения по улучшению качества заполнителя:

а) при наличии в песке значительного количества примесей;

б) при наличии большого содержания в щебне зерен пластинчатой и игловатой формы;

в) при присутствии в заполнителе большого количества крупных или очень мелких зерен;

г) при высокой влажности заполнителей.

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2021 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования (0.01 с) .

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector