Лабораторная работа № 2 изучение факторов, влияющих на удобоукладываемость бетонной смеси

Цель работы: изучить влияние водосодержания бетонной смеси на ее удобоукладываемость, а также проверить известное правило постоянства водосодержания смеси при различных, сравнительно близких расходах цемента и отклонение от этого правила.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Основным свойством бетонной смеси является удобоукладываемость, определяемая для подвижных бетонных смесей величиной осадки конуса (см), а для жестких смесей – временем вибрации (сек), которое затрачено для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси в техническом вискозиметре. Определение подвижности и жесткости бетонных смесей на тяжелых и пористых заполнителях производится согласно ГОСТ 10181.1.

МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

Подвижность бетонной смеси определяют с помощью стандартного конуса (h=300 мм, d_в=100 мм, d_н=200 мм) в следующей последователь-ности: на металлический лист размером не менее 700×700 мм устанавливают предварительно очищенный и протертый влажной тканью конус и заполняют его бетонной смесью через ворон­ку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой уплотняют штыковани­ем гладким металлическим стержнем (диаметр 16 мм, длина 600 мм) 25 раз. Конус во время наполнения и штыкования должен быть плотно прижат к листу. После уплотнения бетонной смеси в конусе, воронку снимают, а избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними края­ми конуса. Затем конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси, поднимая его вертикально вверх, и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на съем конуса, должно составлять 3-7 с. Общее время с начала наполнения конуса до момента измерения осадки бетонной смеси не должно превышать 2,5 мин. Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая металлическую линейку (l=700 мм) ребром на верх конуса и измеряют расстояние от нижней грани линейки до верха бетонной смеси с погрешностью до 0,5 см. Если после сня­тия конуса бетонная смесь разваливается и приобретает форму, затрудняющую определение ее осадки, измерение не выполняют и испыта­ние повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Осадку конуса бетонной смеси вычисляют с округлением до 1 см, как среднее арифметическое результатов двух определений осадки конуса из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 1 см при ОК≤4 см; на 2 см при ОК=5-9 см; на 3 см при ОК>10см. При большем расхождении результатов определение повторяют на но­вой пробе. Если ОК бетонной смеси будет равна нулю, смесь признают не обладающей подвижностью, и она должна характе-ризоваться жесткостью.

Жесткость бетонкой смеси «Ж» с наибольшей крупностью зерен заполнителя до 40 мм включительно определяют на лабораторной виброплощадке с использованием технического вискозиметра. Виброплощадка с установленным на ней прибором без бетонной смеси должна обеспечивать вертикально направленные колебания с частотой 2800-3000 Гц и амплитудой 0,5 мм.

Жесткость бетонной смеси определяют в следующей последовательности. Перед испытанием прибор должен быть жестко закреплен на виброплощадке и протерт влажной тканью. Заполнение конуса прибора бетонной смесью, уплотнение ее, снятие конуса с отформованной смеси, производят в полном соответствии с ГОСТом, как и для определения подвижности бетонной смеси. После снятия конуса диск прибора уста­навливают над отформованной бетонной смесью и плавно опускают его на поверхность конуса смеси. Затем одновременно включают виброплощадку и секундомер и наблюдают за выравниванием и уплотнением бетонной смеси. Вибрирование производят до тех пор , пока не начнется выделение цементного теста из любых двух отверстий диска. В этот момент включают секундомер и виброплощадку. Полученное время (в секундах) характеризует жесткость бетонной снеси. Жесткость бетонной смеси вычисляют с округлением до 1с, как среднее арифметическое результатов двух определений жесткости из одной пробы смеси, отличающихся между собой не более чем на 20%. При большем расхождении результатов определения повторяет на новой пробе.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Плотность бетонной смеси, характеризуемая отношением массы уплотненной бетонной смеси к её объему, определяется в соответст­вии с ГОСТ 10181.2-81 в цилиндрическом сосуде емкостью 5 дм³ (диа­метр 186 мм, высота 186 мм). Перед испытанием мерный сосуд пред­варительно взвешивают с погрешностью не более 0,1%. Укладку и уп­лотнение бетонной смеси в сосуде производят в соответствии с ре­комендациями, приведенными в работе № 2. После уплотнения избыток смеси срезают стальной линейкой, и поверхность тщательно выравни­вают вровень с краями мерного сосуда. Затем сосуд с бетонной смесью взвешивают с погрешностью не более 0,1%.

Плотность бетонной смеси р_см в кг/м³ вычисляют по формуле:

ρ_см= , (2)

где m - масса мерного сосуда с бетонной смесью, г;

m₁ - масса мерного сосуда без смеси, г;

V - объем мерного сосуда, дм³.

Плотность бетонной смеси определяют дважды для каждой пробы бетонной смеси и вычисляют с округлением до 10 кг/м³ как среднее арифметическое значение результатов двух определений плотности смеси из одной пробы, отличающихся между собой не более чем на 5% от меньшего значения. При большем расхождении результатов опреде­ление повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Результаты испытания должны быть занесены в журнал, в котором указывают:

дату и время испытания;

место отбора пробы;

марку и вид батона, изготовляемого на испытуемой смеси; результаты частных определений;

среднеарифметический результат.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание № 1

Установить зависимость удобоукладываемости бетонной смеси от водосодержания при постоянном расходе цемента.

Оборудование, инструменты и материалы: пресс гидравлический – ГОСТ 16474; комплект гирь от 100 г до 10 кг; комплект мерной металлической посуды; конус стандартный для определения подвижности бетонной смеси; вискозиметр технический; формы для изготовления бетонных образцов – ГОСТ 22685; виброплощадка лабораторная; бочек для приготовления бетонной смеси; кельмы; щебень, песок кварцевый, цемент.

1. Каждая бригада производит опыты с одной, заданной ей, удобоукладываемостью бетонной смеси и наблюдает ее изменение при росте водосодержания. В этой серии опытов расход цемента постоянный.

2. Расход материалов на опытные замесы принять по табл. 8.

Таблица 8

Расход материалов для опытных замесов

№ бригады	Цемент, кг	Песок, кг	Щебень (гравий), кг	Удобоукладываемость бетонной смеси
				жесткость, с	осадка конуса, см
1.	2.1	5.5	7.0	30 – 40	-
2.	2.1	5.5	7.0	20 – 30	-
3.	2.1	5.5	7.0	-	2 – 3
4.	2.1	5.5	7.0	-	4 – 6

Примечание: 1. Расход воды подобрать опытом для получения заданных значений удобоукладываемости.

2. Установив водосодержание бетонной смеси в первом опытном замесе с заданной (по табл. 8) удобоукладываемостью, добавить в этот же замес такое количество воды, чтобы водосодержание ее находилось в пределах 1.1, 1.2 и 1.3 от первоначального расхода воды. Затем также определить удобоукладываемость бетонной смеси при каждой дополнительной порции воды.

4. Результаты эксперимента обработать и установить графическую зависимость удобоукладываемости бетонной смеси от ее водосодержания при постоянном расходе цемента.

Задание № 2

Установить зависимость удобоукладываемости бетонной смеси от расхода цемента при постоянном водосодержании бетонной смеси.

Оборудование и материалы: то же, что и для задания № 1.

Работа проводится в следующей последовательности:

1. Каждая бригада работает с постоянным водосодержанием (В), полученным в работе № 1 для заданной удобоукладываемости бетонной смеси и наблюдает за изменением последней при увеличении расхода цемента.

2. Расход материалов на опытный замес принимают по табл. 9.

Таблица 9

Расход материалов для опытных замесов

№ замеса	Расход материалов				Удобоуклады-ваемость бетонной смеси
	Песок, кг	Щебень (гравий), кг	Цемент, Кг	Цемент на 1м3 бетонной смеси, кг
1.	5.0	7.0	2.1	300
2.	4.85	6.85	2.45	350
3.	4.40	6.25	3.50	500
4.	4.10	5.85	4.20	600

3. По результатам опыта построить график зависимости удобоукладываемости бетонной смеси от расхода цемента при постоянном водосодержании.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРИМЕНТА

По заданию № 1

1. Запись результатов опыта производят по форме табл. 10.

Таблица 10

Определение удобоукладываемости бетонной смеси при увеличении водосодержания

№ замеса	Водосодержание, л/м3	Вода, л			Удобоукладываемость
		на замес	на 1м3 смеси	жесткость, сек		осадка конуса, см
1.	В
2.	1.1В
3.	1.2В
4.	1.3В

Примечание: удобоукладываемость для первого замеса определяется по табл. 8.

2. Затем строим график зависимости между удобоукладываемостью бетонной смеси и ее водосодержанием при постоянном расходе цемента (рис. 4).

Рис. 4.

По заданию № 2

1. Результаты опыта заносим в табл. 11.

Таблица 11

Определение удобоукладываемости бетонной смеси при увеличении расхода цемента

№ замеса	Цемент на замес, кг	Цемент на 1м3 смеси, кг	Вода, л		Удобоукладываемость смеси
			на Замес	на 1м3 смеси	жесткость, с		осадка конуса, см
					задан- ная	опыт- ная	задан- ная	опыт- ная
1.	2.1	300
2.	2.45	350
3.	3.5	500
4.	4.2	600

Примечание: 1. Расход воды для каждого из четырех замесов получают в результате выполнения задания № 1 по первому опытному замесу.

2. Затем строим графическую зависимость между удобоукладываемостью бетонной смеси и расходом цемента при постоянном водосодержании (рис. 5).

Рис. 5.

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Как определяется удобоукладываемость подвижных и жестких бетонных смесей?

2. Как определяется плотность бетонной смеси?

3. Какова зависимость удобоукладываемости бетонной смеси от водосодержания при постоянном расходе цемента?