ШУШЕНСКИЙ ФИЛИАЛ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ

Работа добавлена на сайт samzan.net:

PAGE \* MERGEFORMAT 47

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

САЯНО-ШУШЕНСКИЙ ФИЛИАЛ

МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ. ТЕХНОЛОГИЯ

КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ

Методические указания по выполнению лабораторных работ

Саяногорск

СШФ СФУ

2012

УДК 620.22

М 34

М 34	Материаловедение. Технология конструкционных материалов: методические указания по выполнению лабораторных работ / сост. В.А.Шевченко - Саяногорск : Сибирский федеральный ун-т; Саяно-Шушенский филиал, 2012. – 57 с.

Рекомендовано к изданию

Редакционно-издательским советом Саяно-Шушенского филиала СФУ

Методические указания предназначены для студентов очной и заочной формы обучения, обучающихся по специальности 140209.65 «Гидроэлектростанции» и 270104.65 «Гидротехническое строительство»

Редактор

Подп. в печать Формат 60х80/16. Бумага тип. №1. Офсетная печать. Усл. печ. л. . Уч.-изд. л. . Тираж 150 экз. Заказ № .

Сибирский федеральный университет; Саяно-Шушенский филиал СФУ

РХ, г. Саяногорск, пгт. Черемушки, д. 15.

Отпечатано на ризографе Саяно-Шушенского филиала СФУ

РХ, г. Саяногорск, пгт. Черемушки, д. 15.

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Цель лабораторных работ по дисциплинам «Материаловедение» и «Технология конструкционных материалов» - овладение практическими навыками при освоении стандартных и нестандартных методик изучения строительных материалов, закрепление теоретического материала

Лабораторные работы выполняются под руководством преподавателя и инженеров кафедры. На первом занятии студенты проходят инструктаж по технике безопасности. При проведении групповых занятий преподаватель дает пояснения по каждому заданию работы, студенты изучают содержание и порядок выполнения работы, а затем приступают к выполнению под наблюдением инженеров и лаборантов. Полученные результаты студенты записывают в специальную тетрадь и делают выводы на основании сравнения полученных данных с требованиями нормативных документов на материалы и изделия. После окончания лабораторной работы необходимо привести рабочее место в порядок, после чего студент допускается к защите выполненной и оформленной работы, а после защиты всех работ – к сдаче зачета и экзамена.

Лабораторная работа № 1

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: изучение основных физических свойств строительных материалов.

Оборудование и материалы: образцы каменных строительных материалов правильной и неправильной формы разных размеров; сушильный шкаф; технические весы, весы для гидростатического взвешивания, сито № 02, парафин, электрическая плита, стакан из термостойкого стекла емкостью 500 мл, вода.

Задание 1. Определение истинной плотности

Истинной плотностью материала называют физическую величину, равную отношению массы материала к его объему в абсолютно плотном состоянии. Истинную плотность материала определяют как отношение массы m материала, выраженной в г или кг, к его объему Va в абсолютно плотном состоянии:

ρ = m / Va, г/см3.

Для определения истинной плотности каменного материала кусочки отобранной пробы материала сушат в сушильном шкафу при температуре 100 ±

5 0С до постоянной массы, затем их тонко измельчают и просеивают через сито № 02, имеющее 918 отв./см2. Затем отвешивают 60 – 70 г порошка материала и небольшими порциями высыпают через воронку в мерный цилиндр, куда предварительно заливают 50 мл воды. После засыпания порошка замеряют уровень жидкости в цилиндре. Разность между конечным и начальным уровнями жидкости в мерном цилиндре показывает объем порошка, высыпанного в прибор.

Плотность ρ, г/см3, материала вычисляют по формуле

ρ = m / V2 – V1,

где m – навеска материала, г;

V1 - первоначальный объем жидкости в цилиндре, см3;

V2 - объем жидкости в цилиндре после засыпания порошка, см3.

Задание 2. Определение средней плотности

Средняя плотность – масса единицы объема материала в естественном состоянии (вместе с порами). Среднюю плотность ρо, г/см3 или кг/м3 вычисляют по формуле:

ρо = m / Vе

где m – масса материала в воздушно-сухом состоянии, г, кг;

Vе – объем материала в естественном состоянии, см3, м3.

В зависимости от вида материала (сыпучие, правильной и неправильной геометрической формы) применяют различные способы определения средней плотности.

Среднюю плотность образцов в рыхло-сыпучем состоянии (в виде зерен щебня или гравия) определяют путем измерения массы единицы объема кусков породы или зерен материала с использованием весов для гидростатического взвешивания (рис. 1).

Рис. 1 Весы для гидростатического взвешивания

1 – сетчатый (перфорированный) стакан; 2 – сосуд со сливом для воды; 3 – стаканчик с дробью для уравновешивания массы сетчатого стакана в воде; 4 – разновесы

Для определения средней плотности зерен щебня (гравия) фракции с наибольшим номинальным размером до 40 мм берут аналитическую пробу массой не менее 2,5 кг.

Пробу высушивают до постоянной массы, просеивают через сито с размером отверстий, соответствующим наименьшему номинальному размеру зерен данной фракции щебня (гравия), и из остатка на сите отвешивают две пробы по 1000 г каждая.

Навеску щебня (гравия) насыщают водой, погружая их в воду комнатной температуры на 2 часа так, чтобы уровень воды в сосуде был выше поверхности образцов или щебня (гравия) не менее чем на 20 мм.

Насыщенные образцы породы или пробу щебня (гравия) вынимают из воды, удаляют влагу с их поверхности мягкой влажной тканью и сразу же взвешивают на настольных циферблатных, а затем на гидростатических весах, помещая пробу в сетчатый (перфорированный) стакан, погруженный в воду.

Среднюю плотность щебня (гравия) о (г/см3) определяют по формуле:

о = (m / m1 – m2) в,

где m — масса образца или пробы в сухом состоянии, г;

m1 – масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии

(на воздухе), г;

m2 – масса образца или пробы в насыщенном водой состоянии (в воде), г;

B — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.

Среднюю плотность образцов каменного материала правильной формы о (г/см3) определяют по формуле:

ρо = m / V,

где т – масса образца, г;

V – объем образца, см3.

Для определения средней плотности образцы материала могут быть изготовлены в форме куба, параллелепипеда или цилиндра. Размер образцов измеряют при помощи штангенциркуля и вычисляют его объем.

Определение средней плотности на образцах неправильной геометрической формы производят методом гидростатического взвешивания.

Для этого сухой образец каменного материала взвешивают на технических весах, затем покрывают тонким слоем расплавленного парафина и снова взвешивают сначала на воздухе, а затем на гидростатических весах. Разница в массе образца на воздухе и в воде будет соответствовать объему испытуемого образца (по закону Архимеда).

Среднюю плотность образца вычисляют по формуле:

ρо = m / [(m1 – m2) – (m1 – m) / ρп],

где m – масса сухого образца, г;

m1 – масса образца, покрытого парафином, г;

m2 – масса образца, покрытого парафином, в воде, г;

ρп – плотность парафина, равная 0,93 г/см3.

Насыпную плотность определяют для сыпучих материалов, например, песка, щебня, гравия, цемента.

При определении насыпной плотности песка в стандартном неуплотненном состоянии испытания проводят в мерном цилиндрическом сосуде объемом 1 дм3, используя около 5 кг песка, высушенного до постоянной массы и просеянного через сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм.

При определении насыпной плотности песка в стандартном неуплотненном состоянии песок насыпают в стандартную воронку, затем из воронки в предварительно взвешенный мерный цилиндр объемом 1 дм3 до образования над верхом цилиндра конуса. Конус без уплотнения песка снимают вровень с краями сосуда металлической линейкой, после чего сосуд с песком взвешивают.

Насыпную плотность песка (кг/м3) вычисляют по формуле:

где т – масса мерного сосуда, кг;

т1 – масса мерного сосуда с песком, кг;

V – объем сосуда, м3.

Определение насыпной плотности песка производят два раза, при этом каждый раз берут новую порцию песка.

Задание 3. Определение пустотности сыпучих материалов

Пустотность сыпучего материала – это объем межзерновых пустот.

Пустотность щебня (гравия) определяют расчетным путем на основании предварительно установленных значений средней плотности зерен и насыпной плотности щебня (гравия).

Пустотность щебня (гравия) Vп (% по объему) определяют по формуле:

где – насыпная плотность щебня (гравия), кг/м3;

– средняя плотность зерен щебня (гравия), г/см3

Задание 4.Определение пористости

Пористость – степень заполнения объема материала порами. Пористость в значительной степени определяет эксплуатационные свойства материалов: водопоглощение, водопроницаемость, морозостойкость, прочность, теплопроводность и др.

Пористость определяют расчетным путем на основании предварительно установленных значений истинной и средней плотности.

Пористость Vпор (% по объему) определяют по формуле:

где – средняя плотность, г/см3;

 – истинная плотность, г/см3.

Задание 5. Определение водопоглощения

Водопоглощение – это способность материала впитывать и удерживать в порах воду. Вода заполняет мельчайшие поры и капилляры в материале, доступные для контакта с водой. По значению водопоглощения можно определить количество открытых пор в материале. Определяют водопоглощение по массе и объему.

Для определения водопоглощения образцы материала высушивают до постоянной массы и погружают в воду на 48 час или кипятят 1 час.

Водопоглощение по массе Wм, %, равно отношению массы воды, поглощенной образцом при насыщении, к массе сухого образца:

Wм = [(m1 – m) / m] 100,

где m – масса сухого образца, г (кг);

m1 – масса насыщенного водой образца, г (кг).

Водопоглощение по объему Wоб, %, равно массе поглощенной образцом воды при насыщении его, отнесенной к объему образца V:

Wоб = [(m1 – m) / V] 100.

Между водопоглощением по объему и водопоглощением по массе существует следующее соотношение:

Wоб = Wм ρо.

Контрольные вопросы

Чем отличается истинная плотность от средней?
Как определяют среднюю плотность на образцах правильной геометрической формы?
В чем заключается методика определения истинной плотности каменных материалов?
Как определяют среднюю плотность на образцах неправильной геометрической формы методом гидростатического взвешивания?
Каким образом определяют насыпную плотность сыпучих материалов?
Что такое водопоглощение материала и как его определяют?
На какие свойства строительных материалов влияет их пористость?

Лабораторная работа № 2

ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА

Цель работы: Определение свойств гипса по ГОСТ.

Приборы и вспомогательные материалы: сферические чашки; лопатки; прибор Вика; вискозиметр Сутттарда; цилиндр мерный; песочные часы; сито № 02; секундомер; вода водопроводная (температура плюс 20 С); строительный гипс; весы технические; металлические формы; гидравлический лабораторный пресс.

Строительным гипсом называют воздушное вяжущее вещество, получаемое путем термической обработки природного двуводного гипса (CaSO4 2H2O) при 150-180оС до превращения его в полуводный гипс (CaSO4 0,5H2O) с измельчением в тонкий порошок до или после обработки. Применяют строительный гипс для изготовления строительных деталей и изделий, сухих строительных смесей и для штукатурных работ.

Для оценки качества гипса от каждой партии вяжущего, подлежащего испытанию, отбирают пробу массой от 10 до 15 кг. При поставке гипса без упаковки пробу отбирают непосредственно с транспортных средств равными частями из четырех мест. При поступлении гипса в мешках пробу отбирают из 10 мешков примерно по 1 -1,5 кг из середины каждого мешка. Отобранные пробы тщательно смешивают и квартованием делят на две равные части по 5-7 кг каждая, одну из которых передают в лабораторию на испытания. При испытании гипса в учебной лаборатории определяют тонкость помола, нормальную густоту и сроки схватывания гипсового теста, предел прочности при изгибе и сжатии образцов из затвердевшего гипсового теста.

Задание 1. Определение тонкости помола гипса

От пробы гипса, предварительно высушенного в сушильном шкафу в течение 1 ч при 50-55 оС, на технических весах на часовом стекле отвешивают с точностью до 0,1 г навеску гипса в количестве 50 г. Навеску высыпают на сито с сеткой № 02 и , закрыв крышкой, производят просеивание вручную или в приборе для механического просеивания. Просеивание гипса считают законченным, если в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г гипса.

Тонкость помола гипса определяют с погрешностью не более 0,1 % как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы (50 г). За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.

В зависимости от тонкости помола строительный гипс делят на три группы: Ι – грубого помола – остаток на сите не более 23 %; ΙΙ – среднего помола – остаток на сите более 14 % и ΙΙΙ – тонкого помола – остаток не более 2 %.

Задание 2. Определение нормальной густоты гипсового теста

Определение нормальной густоты гипсового теста сводится к установлению количества воды (мл на 100 г гипса), необходимого для придания ему определенной подвижности. Эти данные необходимы для последующего определения сроков схватывания гипсового теста и предела прочности гипсового камня.

Нормальную густоту гипсового теста определяют при помощи вискозиметра Суттарда, представляющего собой медный или латунный цилиндр высотой 100 мм и внутренним диаметром 50 мм, рис. 2. Во время проведения опыта цилиндр устанавливают на квадратный лист стекла со сторонами 24 см, на которое нанесены концентрические окружности. Перед испытанием цилиндр и стекло увлажняют мягкой тканью, смоченной в чистой воде. Стеклянную пластинку кладут строго горизонтально, а цилиндр устанавливают в центре концентрических окружностей.

Для определения нормальной густоты теста отвешивают 300 г гипса. Всыпают его в сферическую чашу с заранее отмеренным количеством воды (150 -220 мл) и перемешивают в течение 30 с до получения однородного теста, начиная отсчет времени от начала всыпания гипса в воду. После окончания перемешивания цилиндр, установленный в центре стекла, заполняют гипсовым тестом, излишки которого срезают линейкой. Через 15 с после окончания перемешивания цилиндр быстро поднимают на высоту 15 – 20 см и отводят в сторону. При этом гипсовое тесто расплывается на стекле в лепешку. Диаметр расплыва определяют по концентрическим окружностям или измеряют линейкой в двух перпендикулярных направлениях с погрешностью не более 5 мм и вычисляют среднее арифметическое.

Рис. 2. Вискозиметр Суттарда:

1 - цилиндр; 2 - стеклянная пластинка; 3 - концентрические окружности

Средний диаметр расплыва характеризует консистенцию гипсового теста. Стандартная консистенция (нормальная густота) характеризуется диаметром расплыва гипсового теста, равным 180 ± 5 мм, испытания повторяют с измененной массой воды (на 1 – 2 %). Нормальную густоту гипсового теста выражают числом миллилитров воды, приходящихся на 100 г гипса.

Задание 3. Определение сроков схватывания гипсового теста

Для определения сроков схватывания гипсового теста используют стандартный прибор Вика (рис. 3).

Рис. 3. Прибор Вика (а) и приспособления к нему (б-г):

1 - станина; 2 - стержень; 3 - шкала; 4 - игла; 5 - пестик; 6 - указатель; 7- винт; 8 -кольцо;

9 - стеклянная пластина

Для определения сроков схватывания отвешивают 200 г гипса, равномерно всыпают его в воду, количество которой соответствует нормальной густоте теста, и перемешивают массу ручной мешалкой в течение 30 с. Приготовленное тесто быстро вливают в кольцо прибора, установленное на стекле. Для удаления попавшего в гипсовое тесто воздуха кольцо с пластинкой 4 – 5 раз встряхивают путем поднятия и опускания одной из сторон пластинки примерно на 10 мм. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают ножом. Затем кольцо прибора помещают под иглу прибора, приводят ее в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень прижимным винтом; затем иглу через каждые 30 с опускают в гипсовое тесто так, чтобы каждый раз она опускалась в новое место. После извлечения из теста иглу тщательно вытирают. При этом отмечают два момента:

когда игла не доходит до дна пластинки на 1 мм;

когда игла опускается в тесто не более, чем на 1 мм.

По полученным значениям определяют начало и конец схватывания. Началом схватывания считают промежуток времени от момента затворения гипсового теста (всыпания гипса в воду) до момента, когда игла не доходит до дна пластинки на 1 мм. Концом схватывания считают промежуток времени от момента затворения гипсового теста до момента погружения иглы в тесто не более на 1 мм.

Сроки схватывания гипсового теста заносят в журнал и сравнивают с требованиями стандарта.

В зависимости от сроков схватывания строительный гипс относят к одной из трех групп: А – быстро твердеющий (начало схватывания не ранее 2 мин, конец – не позднее 15 мин); Б – нормально твердеющий (начало схватывания не ранее 6 мин, конец – не позднее 30 мин); В – медленно твердеющий (начало схватывания не позднее 20 мин, конец схватывания не нормируется).

Задание 4. Определение прочности гипсового камня

Для определения предела прочности гипсового камня при изгибе и сжатии из гипсового теста нормальной густоты изготавливают три образца-балочки размером 40х40х160 мм. Для этого берут 1,0 кг гипса, засыпают его в чашу с водой в количестве, необходимом для получения теста нормальной густоты. После этого смесь интенсивно перемешивают в течение 1 – 2 мин ложкой до получения однородного теста, которое затем немедленно заливают в металлические формы, предварительно слегка смазанные маслом. Отсеки формы заливают одновременно, для чего чашу с гипсовым тестом все время водят над формой, заливая тесто тонкой струей. Для удаления вовлеченного воздуха после заливки форму встряхивают 5 раз, для чего ее поднимают за торцевую сторону на высоту от 5 до 10 мм и отпускают. После наполнения формы поверхность образцов сглаживают. Через 15 ± 5 мин после конца схватывания образцы извлекают из формы и осматривают. Грани образцов-балочек, прилегающие при испытании к плитам пресса, должны быть параллельными и не иметь отклонения от плоскости более чем на 0,5 мм. При обнаружении на гранях дефектов образцы к испытаниям не принимают.

Три образца-балочки испытывают через 2 ч после затворения гипса по ГОСТ 310.4-81.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое двух наибольших результатов испытаний трех образцов.

Предел прочности при сжатии определяют путем испытания шести половинок балочек, полученных при испытании образцов на изгиб. Для передачи нагрузки на половинки балочек используют плоские стальные отшлифованные пластинки размером 40х62,5 мм (площадь 25 см2). Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпали с рабочими поверхностями (рис. 4), а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца. Нагрузка при испытании должна возрастать непрерывно до разрушения образца.

Рис. 5. Испытание половинок 6алочек на сжатие:

а - пластинки; б - схема испытания; 1 - пластинки; 2, 4 - плиты пресса; 3 - образец

Предел прочности при сжатии каждого образца равен частному от деления значения разрушающей нагрузки на рабочую площадь пластинки, равную 25 см2. За окончательный результат принимают среднее арифметическое из четырех значений испытания шести образцов-половинок (без наибольшего и наименьшего результатов). Полученные результаты испытания гипсовых образцов сравнивают с техническими требованиями стандарта, приведенными в табл. 1.

Таблица 1

Технические требования, предъявляемые к строительному гипсу

Марка вяжущего	Предел прочности образцов-балочек размером 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа, не менее	Марка вяжущего	Предел прочности образцов-балочек размером 40х40х160 мм в возрасте 2 ч, МПа, не менее
	при сжатии	при изгибе		при сжатии	при изгибе
Г - 2	2	1,2	Г - 10	10	4,5
Г - 3	3	1,8	Г - 13	13	5,5
Г – 4	4	2,0	Г – 16	16	6,0
Г – 5	5	2,5	Г – 19	19	6,5
Г – 6	6	3,0	Г – 22	22	7,0
Г – 7	7	3,5	Г – 25	25	8,0

Контрольные вопросы

К какому виду вяжущих относится строительный гипс?
При какой температуре получают строительный гипс?
С какой сеткой используют сито для определения тонкости помола строительного гипса?
Изложите методику определения нормальной густоты гипсового теста.
Как определяют сроки схватывания гипсового теста?
Каковы требования стандарта к срокам схватывания гипсового теста?
Укажите химические реакции получения и твердения строительного гипса.
На каких образцах и каким образом устанавливается марка строительного гипса?
Назовите области применения гипсовых вяжущих.

Лабораторная работа № 3

ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ

Цель работы: Определение свойств воздушной извести по ГОСТ.

Приборы и вспомогательные материалы: цилиндры мерные емкостью 250 мл, секундомер; весы технические; термосная колба, термометр со шкалой деления до + 100 оС, фарфоровая ступка, лабораторный штатив для титрования, электрическая плита, воздушная комовая известь; 1 – нормальный раствор соляной кислоты, 1 % - ный спиртовой раствор фенолфталеина, вода водопроводная (температура плюс 20 С).

Строительной воздушной известью называют вяжущее вещество, получаемое умеренным обжигом (не до спекания) карбонатных горных пород (известняков, мела, доломитов и т.п.), состоящих преимущественно из углекислого кальция СаСО3 и небольшого количества углекислого магния MgCO3, а также примесей кварца и глины, которые ухудшают качество строительной извести.

В результате обжига получают продукт в виде кусков белого цвета – называемый негашеной комовой известью (кипелкой). В зависимости от содержания оксида магния MgO строительную воздушную известь подразделяют на кальциевую (содержание MgO < 5 %), магнезиальную (MgO от 5 до 20 %) и доломитовую (MgO от 20 до 40 %).

По внешнему виду известь делится на комовую и порошкообразную. Порошкообразная известь подразделяется на молотую и гидратную (пушонка), получаемую путем гидратации (гашения) кальциевой, магнезиальной и доломитовой извести.

Строительная известь применяется для приготовления известково-песчаных и смешанных строительных растворов, в производстве силикатных изделий и сухих строительных смесей.

Задание 1. Определение содержания активных СаО + MgO

в кальциевой извести

Суммарное содержание в извести активных СаО + MgO определяют титрованием навести извести соляной кислотой HCl до тех пор, пока все активные частицы СаО и MgO не будут нейтрализованы кислотой.

Для этого негашеную комовую, молотую или карбонатную известь в количестве 4 – 5 г предварительно растирают в течение 5 мин в фарфоровой или агатовой ступке. Растертую известь в количестве 1 г (гидратную известь в количестве 1 – 1,2 г) помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, наливают 150 мл дистиллированной воды и нагревают 5 – 7 мин, не доводя до кипения. Затем раствор охлаждают до температуры 20 -30 оС. По остывании в колбу добавляют 2 – 3 капли 1 %-ого спиртового раствора фенолфталеина и титруют при постоянном взбалтывании раствором соляной кислоты до полного обесцвечивания содержимого колбы. Титрование считается оконченным, если по истечении 8 мин не изменится цвет окрашивания содержимого колбы. Титрование следует производить медленно, добавляя кислоту в известковый раствор по каплям.

Содержание активных окисей кальция и магния (Х) в процентах по массе для негашеной извести вычисляют по формуле:

Х = V х 2,804 / m,

где V – объем раствора 1 н соляной кислоты, израсходованный на титрование, мл,

m – масса навески извести, г.

Задание 2. Определение выхода известкового теста

ускоренным методом

Навеску извести в 200 г в виде кусков размером около 2 см помещают в банку емкости емкостью 1 л, заливают водой, ставят на плитку и кипятят в течение 1 ч до образования трещин на поверхности теста. Измеряют объем известкового теста с помощью линейки.

Выход известкового теста (л/кг) из 1 кг негашеной извести определяют умножением полученного объема на пять.

Задание 3. Определение содержания в извести непогасившихся зерен

Непогасившиеся зерна представляют собой различные примеси: кварцевый песок, неразложившийся при обжиге СаСО3 (недожог), остеклованная трудногасящаяся окись кальция СаО (пережог). Если недожог (неразложившийся СаСО3) в дальнейшем не гасится, то окись кальция в виде пережога будет гаситься в растворе кладки или штукатурке, что приведет к растрескиванию затвердевшего раствора. Поэтому от содержания непогасившихся зерен в извести зависит ее качество.

Для определения содержания в извести непогасившихся зерен предварительно готовят известковое тесто из 200 г негашеной извести. Полученное тесто разбавляют холодной водой до консистенции известкового молокаи промывают на сите с сеткой № 063 слабой непрерывной струей, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают при температуре 140 – 150 оС до постоянной массы.

Содержание непогасившихся зерен (НЗ) в процентах вычисляют по формуле:

НЗ = m х 100 / 200,

где m – остаток на сите после высушивания.

Задание 4. Определение скорости гашения извести

При взаимодействии негашеной извести с водой происходит гидратация оксида кальция по реакции:

СаО + Н2О = Са(ОН)2 + q,

где q – количество тепла, выделяющегося при реакции.

Этот процесс называется гашением извести. Он сопровождается выделением значительного количества тепла. При этом температура гасящейся известим повышается до определенного максимума. С окончанием реакции прекращается выделение тепла, и температура смеси падает. Момент начала снижения температуры смеси является признаком прекращения реакции гашения извести.

Время гашения извести определяют в термостате, который состоит из фарфорового стакана емкостью 150 мл, помещенного в сосуд большего размера. Пространство между стаканами заполняют теплоизоляционным материалом. Измельченную известь в количестве 10 г помещают в стакан, вливают в него 25 мл воды при температуре 20 оС и закрывают пробкой, в которой плотно установлен термометр со шкалой до 100 оС (длина его нижней части 100 мм). При этом ртутный шарик термометра должен быть погружен в реагирующую смесь, которую периодически взбалтывают. Температуру реагирующей смеси отмечают каждые 30 с. Наблюдение ведется до начала снижения от максимальной температуры. За время гашения принимают время от момента добавления воды до начала снижения температуры. Полученные результаты оформляют в виде графика.

После проведения испытаний строительной извести оценивают ее качество и присваивают сорт в соответствии с данными табл. 2.

Таблица 2

Показатели качества строительной извести

Показатель

Значения показателей качества извести

кальциевой

магнезиальной

доломитовой

Сорт извести

ΙΙ

ΙΙΙ

ΙΙ

ΙΙΙ

ΙΙ

ΙΙΙ

Содержание активных СаО и MgO, не менее

Скорость гашения, мин:

быстрогасящаяся, менее

среднегасящаяся, не более

медленногасящаяся, более

Количество непогасившихся зерен, не более

Контрольные вопросы

Что представляет собой воздушная известь?
Какие сырьевые материалы используются для получения строительной извести?
При каких температурах получают строительную известь?
Укажите химическую реакцию получения негашеной извести.
По какой реакции происходит гашение строительной извести?
В чем заключается методика определения скорости гашения извести?
Что представляют собой непогасившиеся зерна в извести?
В каких направлениях используют строительную известь?

Лабораторная работа № 4

ИСПЫТАНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА

Цель работы: Определение свойств портландцемента по ГОСТ.

Приборы и вспомогательные материалы: сферические чашки; лопатки; прибор Вика; сито № 008; цилиндр мерный; песочные часы; секундомер; бачок для кипячения с решеткой; ванна с гидравлическим затвором; стеклянная пластина; нож; машинное масло; вода водопроводная (температура плюс 20 С); портландцемент; весы технические; металлические формы; гидравлический лабораторный пресс.

Цементы, полученные на основе портландцементного клинкера, по вещественному составу в зависимости от содержания и вида активных минеральных добавок подразделяют на портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, быстротвердеющий портландцемент, шлакопортландцемент, пуццолановый портландцемент и др.

Портландцемент – это гидравлическое вяжущее вещество – продукт тонкого измельчения клинкера с добавкой гипса. Клинкер получают в результате обжига до спекания сырьевой смеси, состоящей из карбонатной породы и глины в определенном соотношении, обеспечивающем преобладание в клинкере силикатов кальция.

Портландцемент с минеральными добавками – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое измельчением клинкера с гипсом и активными минеральными добавками осадочного происхождения в количестве не более 10 %, или доменным гранулированным шлаком в количестве не более 20 %.

Быстротвердеющий портландцемент – портландцемент с минеральными добавками, отличающийся повышенной прочностью через трое суток твердения.

Шлакопортландцемент – гидравлическое вяжущее вещество – продукт совместного тонкого измельчения клинкера, гипса и доменного гранулированного шлака в количестве от 21 до 60 % по массе готового продукта.

Быстротвердеющий шлакопортландцемент – шлакопортландцемент, отличающийся повышенной прочностью через трое суток твердения.

Пуццолановый портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество – продукт совместного тонкого измельчения клинкера, гипса и активных минеральных добавок на основе вулканического происхождения (пемзы, туфа, трасс), обожженных глин, глиежа или топливных шлаков, а также добавок осадочного происхождения (диатомит, трепел, опока) – в количестве не менее 20 %, но не более 40 % по массе готового цемента.

Задание 1. Определение тонкости помола цемента

Тонкость помола цемента определяют как остаток на сите с сеткой № 008 в процентах от первоначальной массы просеиваемой пробы.

От пробы портландцемента, на технических весах на часовом стекле отвешивают с точностью до 0,1 г навеску в количестве 50 г. Навеску высыпают на сито и , закрыв крышкой, производят просеивание вручную или в приборе для механического просеивания. Просеивание считают законченным, если в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г портландцемента.

Тонкость помола портландцемента определяют с погрешностью не более 0,1 % как отношение массы, оставшейся на сите, к массе первоначальной пробы (50 г). За величину тонкости помола принимают среднее арифметическое результатов двух испытаний.

Согласно требованиям ГОСТ тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании его через сито с сеткой 008 проходило не менее 85 % пробы, взятой для просеивания, а остаток на сите был не более 15 %.

Задание 2. Определение нормальной густоты цементного теста

Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения в процентах от массы цемента, при котором тесто имеет стандартную консистенцию по прибору Вика.

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают его в сферическую металлическую чашку, предварительно протертую влажной тканью. Затем в цементе делают углубление, куда в один прием выливают воду в количестве, ориентировочно необходимом для получения цементного теста нормальной густоты (24-30 % от массы цемента).

Углубление с водой заполняют цементом и через 30 секунд начинают осторожно перемешивать, затем энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях в течение 5 минут с момента приливания воды.

Готовое цементное тесто в один прием укладывают в кольцо прибора Вика, пластинку с тестом в кольце 5-6 раз постукивают о поверхность стола, избыток цементного теста срезают влажным ножом.

Пластинку с цементным тестом в кольце устанавливают под пестик прибора Вика. Пестик приводят в соприкосновение с поверхностью теста, затем быстро отпускают зажимной винт прибора и дают пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 секунд с момента освобождения стержня производят отсчет величины погружения пестика по шкале прибора.

Нормальной считается такая густота цементного теста, при которой пестик не доходит до пластины на 5-7 мм. Если нормальная густота не достигнута, то работу повторяют с большим или меньшим количеством воды до достижения нормальной густоты теста.

Расчет нормальной густоты в процентах производят по формуле:

где В - количество воды в мл, обеспечившее приготовление цементного теста нормальной густоты; Ц - количество цемента в пробе (400 г).

Задание 3. Определение равномерности изменения объема цемента

Схватывание и твердение цемента происходит в результате физико-химических процессов, сопровождающихся изменением объема цементного теста. Однако наличие в цементе свободных СаО и MgO, которые гасятся с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне, может привести к неравномерным деформациям и образованию трещин в твердеющих бетонах и растворах. Если изменение объема происходит неравномерно по всей массе цементного теста, то возникают напряжения, которые могут привести к короблению и растрескиванию цементного камня. Цементы, не удовлетворяющие этому требованию, применять не разрешается.

Для испытаний на равномерность изменения объема (РИО) готовят цементное тесто нормальной густоты. Отвешивают две навески теста по 75 г каждая и укладывают их в виде шариков на стеклянной пластинке, смазанной машинным маслом. Затем осторожно постукивают пластинку о край стола до получения из шариков лепешек диаметром 7-8 см и толщиной в средней её части около 1 см. Поверхность полученных лепёшек заглаживаю от наружных краёв к центру смоченным в воде ножом. Лепёшки на стеклянных пластинках выдерживают 24 часа в ванне с гидравлическим затвором.

По истечении времени лепёшки снимают с пластинок и помещают на решётку бачка для кипячения. Уровень воды в бачке поддерживают постоянным - выше поверхности лепешек на 4-6 см. Бачок ставят на нагревательный прибор. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 часа. После кипячения лепешки охлаждают в бачке.

После остывания лепешки тщательно осматривают.

Рис. 6. Лепешки, выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Рис. 7. Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Рис. 8. Лепешки, не выдержавшие испытания на равномерность изменения объема

Цемент считают выдержавшим испытание, если на лицевой стороне лепешки не появились доходящие до краев радиальные трещины или сетки из мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также искривлений плоской поверхности лепешки. Искривление устанавливают с помощью линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки.

Задание 4. Определение сроков схватывания цемента

Сроки схватывания характеризуются началом и концом схватывания. Определяют их с помощью прибора Вика, но вместо пестика на нижней подвижной части стержня прибора закрепляют стальную иглу диаметром 1 мм и длиной 50 мм.

Сроки схватывания определяют на цементном тесте нормальной густоты, которое сразу после приготовления укладывают в стальное кольцо прибора, установленное на стеклянной пластинке, и слегка встряхивают пять – шесть раз для удаления воздуха. Избыток теста снимают ножом и выравнивают поверхность.

Пластинку с цементным тестом в кольце ставят под иглу прибора, иглу опускают до соприкосновения с поверхностью цементного теста, закрепляют зажимным винтом. Затем быстро отпускают зажимной винт и дают возможность стержню с иглой свободно погружаться в цементное тесто.

Иглу погружают в тесто через каждые 5 минут до начала схватывания и каждые 15 минут до конца схватывания. Место погружения всякий раз меняют, передвигая кольцо вместе с пластинкой, а иглу вытирают мягкой тканью.

За начало схватывания принимают время, прошедшее от начала затворения цемента водой до момента, когда игла не доходит до дна пластинки на 1-2 мм. Конец схватывания цементного теста равен времени от начала затворения до момента, когда игла погружается в цементное тесто не более чем на 1-2 мм.

Согласно ГОСТ начало схватывания портландцемента и его разновидностей должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания – не позднее 10 ч с момента затворения цементного теста.

Задание 5. Определение марки цемента

Марку цемента устанавливают по величине пределов прочности при изгибе и сжатии, определяемым на образцах-балочках размером 40х40х160 мм. Образцы изготовляют из цементно-песчаного раствора состава 1:3 по массе при В/Ц, обеспечивающим консистенцию раствора, которая характеризуется расплывом конуса на встряхивающем столике в пределах 105-115 мм. Минимальное значение В/Ц устанавливается равным 0,4. Песок применяют нормальный (ГОСТ 6139-91 «Песок стандартный для испытаний цемента. Технические условия»).

Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г песка и 500 г цемента. Высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашку и в течение 1 минуты тщательно перемешивают лопаткой сухую смесь цемента и песка. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее 200 г воды (В/Ц = 0,4) и, после того как вода впитается, еще раз перемешивают смесь вручную в течение 5 минут. Полученной растворной смесью заполняют конус, установленный в центре диска встряхивающего столика.

Внутреннюю поверхность конуса и стеклянный диск перед укладкой смеси слегка увлажняют. Смесь в форму-конус укладывают двумя слоями каждый по 30 мм. Каждый слой уплотняют штыковкой диаметром 20 мм (нижний слой – 15 штыкований, верхний – 10). После уплотнения верхнего слоя излишек раствора срезают ножом с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направлении. Раствор встряхивают на столике 30 раз в течение 30 секунд и определяют расплыв конуса по нижнему основанию.

Расплыв конуса должен составлять 106-115 мм. При получении меньшей величины расплыва затворение повторяют, увеличивая на 1-2 % количество воды затворения, пока не получится раствор с консистенцией, характеризуемой требуемым расплывом конуса

Перед изготовлением образцов-балочек внутреннюю поверхность стенок формы слегка смазывают машинным маслом. Для уплотнения раствора подготовленные формы балочек закрепляют на виброплощадке с амплитудой колебаний 0,35 мм и частотой 2800 - 3000 кол. / в мин. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают виброплощадку. В течение первых двух минут вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечение 3 мин от начала формования образцов виброплощадку отключают. Форму снимают и избыток раствора удаляют ножом, смоченным водой, заглаживая поверхность образцов вровень с краями формы.

Готовые образцы в формах помещают в ванну с гидравлическим затвором на 24 часа. После этого образцы осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Температура воды должна быть плюс 20 С. По истечении 28 суток с момента изготовления образцы вынимают из воды и подвергают испытаниям.

Испытание на изгиб проводят на прессе, снабженном дополнительным приспособлением для изгиба, при этом расстояние между опорами должно быть равно 10 см, а нагрузку прикладывают посередине. Предел прочности при изгибе (МПа) в этом случае вычисляют по формуле:

где P - разрушающая нагрузка, Н; l - расстояние между опорами (100 мм);

b - ширина образца (40 мм); h - высота образца (40 мм).

Результаты испытаний заносят в таблицу 3.

Таблица 3

Дата

изготовления образцов

Дата

испытания образцов

Размер балочек, мм

Расстояние между

опорами

l, мм

Разрушающая нагрузка

P, Н

Предел

прочности при изгибе

Rизг, МПа

Ширина b

Высота h

Среднее

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение из двух наибольших результатов испытаний трех образцов.

Предел прочности при сжатии определяют, используя шесть половинок балочек, полученных при испытании на изгиб. Для передачи нагрузки на образцы применяют пластинки из нержавеющей стали, имеющие плоскую шлифованную поверхность размером 40х62,5 мм.

Каждую половинку балочки помещают между двумя стальными пластинками так, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры плотно прилегали к торцовой гладкой стенке образца. Образец вместе с пластинками устанавливают на нижнюю плиту гидравлического пресса и подвергают сжатию.

Предел прочности при сжатии (МПа) определяют по формуле:

где P - разрушающая нагрузка, H; F1 - рабочая площадь пластинки, равная

2500 мм2.

Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов, полученных после испытания шести половинок балочек.

Результаты испытаний заносят в таблицу 4.

Таблица 4

Номер образца

Разрушающая

нагрузка

P, H

Предел прочности при сжатии

Rсж, MПа

среднее

Полученные средние величины пределов прочности называют активностью цемента. По результатам определения предела прочности при сжатии и изгибе делают вывод об активности и марке цемента, которую устанавливают путем округления значения активности в меньшую сторону до ближайшего значения марки.

Контрольные вопросы

Из каких сырьевых материалов получают портландцемент?
Назовите разновидности портландцемента по вещественному составу и прочности при сжатии.
Из каких основных минералов состоит портландцементный клинкер?
Сформулируйте понятие нормальной густоты цементного теста и укажите, в каких единицах она измеряется?
Назовите сроки схватывания цемента, регламентируемые ГОСТ.
Что является причиной неравномерности изменения объема цементного камня?
Как определяют марку цемента?
Укажите, чем активность цемента отличается от марки.

Лабораторная работа № 5

ИСПЫТАНИЯ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ

И РАСТВОРОВ

Цель работы: Определение свойств песка по ГОСТ.

Приборы и вспомогательные материалы: проба песка, стандартный набор сит с круглыми отверстиями диаметром 10; 5; 2,5мм и сетками № 1,25; 0,63; 0,314 и 0,16 мм; сушильный шкаф; прибор для отмучивания; мерный цилиндр объемом 100 мм.

Песком называется минеральная смесь зерен крупностью от 0,14 до 5мм, образовавшаяся в результате естественного разрушения горных порол (природные пески) или их дробления (искусственные пески).

Для приготовления тяжелого бетона в качестве мелкого заполнителя можно применять пески естественные и искусственные, фракционированные и нефракционированные.

В песке не допускается наличие зерен гравия или щебня размером более 10 мм, а зерен размером от 5 до 10 мм должно быть не более 5% по массе. Содержание в песке зерен, проходящих через сито № 014, не должно превы--шать 10% по массе.

Количество пылевидных, глинистых и илистых частиц в песке, определяемых отмучиванием, не должно превышать для тяжелых бетонов 3%.

Вредной примесью в песке являются глины, которые обволакивают зерна песка, препятствуя сцеплению их с цементным камнем, понижают прочность бетона, повышают водопотребность бетонной смеси и приводят к снижению морозостойкости.

В зависимости от зернового состава песок разделяют на группы: очень крупный, повышенной крупности, крупный, средний, мелкий, очень мелкий, тонкий и очень тонкий.

Для каждой группы песка после отсева от него зерен крупнее 5 мм полный остаток на сите № 063 и модуль крупности Мк должны соответствовать величинам, указанным в табл. 5.

Таблица 5

Группы песка по крупности

Группа песка	Модуль крупности Мк	Полный остаток на сите № 063
Очень крупный	Св. 3,5	Св. 75
Повышенной крупности	» 3,0 до 3,5	» 65 до 75
Крупный	» 2,5 » 3,0	» 45 » 65
Средний	» 2,0 » 2,5	» 30 » 45
Мелкий	» 1,5 » 2,0	» 10 » 30
Очень мелкий	» 1,0 » 1,5	До 10
Тонкий	» 0,7 » 1,0	Не нормируется
Очень тонкий	До 0,7	» »

Пески с модулем крупности меньше единицы нельзя применять для тяжелых бетонов. При обработке песка раствором едкого натра окраска раствора не должна становиться темнее цвета эталона.

Для оценки качества песка, предназначенного для тяжелого бетона, в лаборатории определяют его истинную и насыпную плотность, пустотность, влажность, содержание пылевидных и глинистых частиц, органических примесей, зерновой состав и модуль крупности.

Задание 1. Определение истинной плотности песка

Для испытания 200 г песка просеивают сквозь сито с размером отверстий 5 мм, высушивают до постоянной массы и охлаждают до комнатной температуры. После этого отвешивают две навески массой по 70 г каждая.

Берут мерный цилиндр, наполняют водой до риски 50мл. Навеску песка через воронку прибора всыпают совочком небольшими равномерными порциями до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не поднимется до риски с делением 70 мл.

Для удаления пузырьков воздуха цилиндр поворачивают несколько раз вокруг его вертикальной оси.

Остаток песка, не вошедший в цилиндр, взвешивают с точностью до

0,01 г. истинную плотность песка вычисляют по формуле:

ρ = m – m1 / V,

где m - масса навески песка, г;

m1 - масса остатка песка, г;

V - объем воды, вытесненной песком, см3.

Определение истинной плотности производят два раза, при этом каждый раз берут новую навеску песка.

Расхождение между результатами двух определений плотности не должно быть больше 0,02 г / см3. В случаях больших расхождений производят третье определение и вычисляют среднее арифметическое двух ближайших значений.

Задание 2. Определение насыпной плотности песка

Высушенный и просеянный сквозь сито с круглыми отверстиями диаметром 5 мм песок насыпают с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр вместимостью 1 л до образования над верхом цилиндра конуса. Конус без уплотнения песка снимают вровень с краями сосуда металлической линейкой, после чего сосуд с песком взвешивают.

Насыпную плотность песка (ρн) в г/см3 вычисляют по формуле:

ρн = m1 – m / V,

где m - масса мерного сосуда, г;

m1 - масса мерного сосуда с песком , г;

V - объем сосуда, см3.

Задание 3. Определение пустотности песка

Определение пустотности песка производят на основании предварительно установленных значений истинной и насыпной плотности.

Пустотность песка в процентах по объему вычисляют по формуле:

Vпуст = (ρ - ρн / ρ 100 %,

где ρ – истинная плотность, г / см3;

ρн - насыпная плотность, г / см3.

Задание 4. Определение содержания пылевидных частиц

Пылевидные, илистые и глинистые частицы – вредные примеси в песке. Они обволакивают зерна песка и препятствуют сцеплению их с цементным камне. Кроме того, эти примеси повышают водопотребность бетонной смеси и приводят к понижению прочности и морозостойкости бетона.

Суммарное содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц (примесей) определяют методом отмучивания. Для этого навеску песка помещают в сосуд и заливают водой так, чтобы высота слоя воды над песком была 20 мм. Песок выдерживают в воде 2 ч, периодически его перемешивая. По истечении 2 ч содержимое сосуда снова энергично перемешивают и оставляют в покое на 2 мин, затем сливают мутную воду, оставляя слой ее над песком высотой не менее 30 мм. Взамен слитой воды доливают чистую воду до указанного выше уровня. Опыт в указанной последовательности повторяют до тех пор, пока вода после промывки не будет прозрачной.

После окончания отмучивания промытую навеску высушивают до постоянной массы и вычисляют суммарное содержание в песке пылевидных, глинистых и илистых частиц (Потм) в процентах по массе по формуле:

Потм = (m – m1 / m) 100,

где m – масса высушенной навески песка до отмучивания, г;

m1 - масса высушенной навески песка после отмучивания, г.

Задание 5. Определение зернового состава и модуля крупности песка

Зерновой состав песка характеризуется процентным содержанием в нем зерен различного размера. Для определения зернового состава применяют ситовой анализ. Среднюю пробу песка массой 2 кг высушивают и просеивают через сита с круглыми отверстиями диаметрами 10 и 5 мм.

Полученные остатки на ситах взвешивают и вычисляют содержание в песке фракций гравия с размером зерен от 5 до 10 мм (Гр5) и св. 10 мм (Гр10) в процентах по массе по формулам:

;

где М10 – остаток на сите с круглыми отверстиями диаметром 10 мм, г; М5 – остаток на сите с круглыми отверстиями диаметром 5 мм, г; М - масса пробы, г.

Из пробы песка, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 5 мм, отбирают навеску массой 1000 г для определения зернового состава. Подготовленную навеску песка просеивают через набор сит с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и с сетками № 1,25; 063; 0315 и 016.

Просеивание производят механическим или ручным способами. Продолжительность просеивания должна быть такой, чтобы при контрольном интенсивном ручном встряхивании каждого сита в течение 1 минуту через него проходило не более 0,1 % общей массы. Остатки песка на каждом сите взвешивают на лабораторных весах.

Остатки песка на каждом сите взвешивают и вычисляют частные и полные остатки.

Частный остаток на каждом сите (аi) в процентах по формуле:

где тi — масса остатка на данном сите, г;

т — масса просеиваемой навески, г.

Полный остаток на каждом сите (Аi ) в процентах определяют как сумму частных остатков на всех ситах с большим размером отверстий плюс остаток на данном сите по формуле:

где a2,5, a1,25, ai — частные остатки на соответствующих ситах.

Модуль крупности песка (Мк) без зерен размером крупнее 5 мм вычисляют по формуле:

где А2,5, А1,25, А063, А0315, А016 — полные остатки на сите с круглыми отверстиями диаметром 2,5 мм и на ситах с сетками № 1,25; 063; 0315, 016, %.

Рис. 9. Кривая просеивания песка

Результат определения зернового состава песка оформляют в соответствии с таблицей 6 или изображают графически в виде кривой просеивания в соответствии с рисунком 9.

Таблица 6

Зерновой состав песка

Наименование остатка	Остатки, % по массе, на ситах	Проход через сито с сеткой № 016(014), % по массе
	2,5	1,25	0,63	0,315	0,16 (0,14)
Частный	а2,5	а1,25	а063	а0315	а016(014)	а016(014)
Полный	А2,5	А1,25	А063	А0315	А016(014)	

По результатам испытания песка (модулю крупности и полному остатку на сите № 063) по таблице 5 определяют группу песка.

Контрольные вопросы

Что представляет собой песок?
Как определяют истинную плотность песка ускоренным методом?
В чем состоит методика определения насыпной плотности песка?
В какой последовательности определяют зерновой состав песка?
Что такое частные и полные остатки?

6. Как вычисляют модуль крупности песка?

7. По каким данным определяется группа песка?

8. Как определяют степень загрязненности песка глинистыми и пылевидными частицами?

Лабораторная работа № 6

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ

ДЛЯ БЕТОНОВ

Цель работы: Определение свойств крупного заполнителя по ГОСТ.

Приборы и вспомогательные материалы: проба щебня (гравия), стандартный набор сит с круглыми отверстиями диаметром 40; 20; 10; 5 и 2,5 мм; сушильный шкаф; прибор для отмучивания; мерные цилиндры объемом 5 л; лабораторные весы; прибор для гидростатического взвешивания; стальной цилиндр для определения прочности заполнителя по дробимости; испытательный пресс.

В качестве крупного заполнителя для приготовления тяжелого бетона применяют щебень или гравий с размером зерен от 5 до 70 мм.

Гравий - рыхлый материал, образовавшийся в результате естественного разрушения прочных горных пород и состоящий из зерен округлой формы. В зависимости от происхождения различают гравий горный (овражный), речной и морской. Горный гравий имеет шероховатые поверхности и содержит обычно примеси песка, глины, пыли и органических веществ. Речной морской гравий обычно не содержит примесей, но зерна его имеют гладкую поверхность, что ухудшает сцепление с цементно-песчаным раствором.

Щебень - рыхлый материал, полученный дроблением изверженных или плотных осадочных горных пород. Смеси зерен щебня различных размеров подвергают рассеву на отдельные фракции. Зерна щебня угловатые, поверхность их шероховатая, это способствует лучшему их сцеплению с цементным камнем, однако бетонная смесь со щебнем менее подвижна.

Задание 1. Определение истинной плотности крупного заполнителя

Промытый и высушенный до постоянной массы щебень в количестве 200 г погружают в воду на 10 - 15 мин для насыщения. Насыщенную пробу вынимают на влажное полотно для удаления поверхностной влаги. Берут мерный цилиндр емкостью 500 мл и наполняют жидкостью, пока уровень ее не поднимется до отметки 200 мл, затем в цилиндр помещают насыщенную пробу.

Определив уровень воды в цилиндре до и после погружения щебня (гравия), вычисляют плотность по формуле:

рщ = m / ( V2 – V1 ), г / см3,

где m - масса щебня (гравия), г;

V1 - объем воды в цилиндре до погружения заполнителя, см3;

V2 - объем воды в цилиндре после погружения заполнителя, см3 .

Задание 2. Определение насыпной плотности крупного заполнителя

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

Насыпную плотность определяют при помощи мерного цилиндра, объем которого зависит от крупности щебня (гравия). При наибольшей крупности заполнителя 10 мм объем мерного сосуда должен быть 5 л, при крупности 20 и 40 мм – соответственно 10 и 20 л.

Предназначенный для испытания заполнитель в необходимом количестве предварительно высушивают до постоянной массы и охлаждают.

Щебень (гравий) насыпают совком с высоты 10 см в предварительно взвешенный мерный цилиндр емкостью 5 л до образования конуса над краями цилиндра. Излишек щебня срезают стальной линейкой вровень с краями. Цилиндр с заполнителем взвешивают и вычисляют насыпную плотность по формуле:

Рнас. щ = m1 - m / V, г/см3,

где m - масса пустого цилиндра, г ;

m1 - масса цилиндра с заполнителем, г;

V - объем цилиндра, см3.

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

Задание 3. Определение пустотности щебня (гравия)

Пустотность щебня (гравия) определяют по предварительно установленным значениям истинной и насыпной плотности щебня (гравия).

Пустотность щебня (гравия) Vпуст в процентах по объему вычисляют по формуле:

Vпуст = ( рщ — рн щ / рщ ) • 100.

где рщ - истинная плотность щебня (гравия), г/см3;

рн щ - насыпная плотность щебня (гравия), г / см3.

Задание 4. Определение зернового состава щебня (гравия)

Зерновой состав крупного заполнителя в значительной мере влияет на качество приготовленного на нем бетона. При выборе зернового состава крупного заполнителя для бетона необходимо исходить из основного требования: получить наименьший объем пустот в крупном заполнителе, а следовательно, наименьший расход цемента заданной марки.

Для определения зернового (гранулометрического) состава крупного заполнителя промытую и высушенную пробу щебня (гравия) массой 5 кг просеивают через стандартный набор сит, взвешивают остаток на каждом сите и вычисляют частные и полные остатки в %.

Затем устанавливают наибольшую Dнаиб и наименьшую Dнаим крупность щебня (гравия) испытываемой пробы. За наибольшую крупность зерен принимают размер отверстия того верхнего сита, на котором полный остаток не превышает 5 %, а за наименьшую крупность - размер отверстия нижнего сита, полный остаток на котором составляет не менее 95 %. Кроме того, вычисляют значения 0,5 (Dнаим + Dнаиб ) и 1,25 Dнаиб. Зерновой состав каждой фракции или смеси фракций должен находиться в пределах, указанных в табл.7.

Таблица 7

Зерновой состав щебня (гравия)

Размер контрольных сит	Dнаим	0,5 (Dнаим + Dнаиб )	Dнаиб	1,25 Dнаиб
Полный остаток на ситах, % по массе	От 90 до 100	От 30 до 80	До 10	До 0,5

Полученные данные заносят в табл. 1 и на основании данных рассева строят кривую просеивания, характеризующую зерновой состав испытываемого шебня (гравия).

Задание 5. Определение содержания в заполнителе пылевидных,

илистых и глиняных частиц

Пылевидные, илистые и глинистые частицы – вредные примеси в крупном заполнителе, так как, покрывая поверхность зерен заполнителя, они препятствуют сцеплению его с цементным камнем и этим снижают прочность и морозостойкость бетона. Суммарное содержание этих примесей определяют методом отмучивания.

Пробу щебня (гравия) высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы. От сухой пробы берут навеску 5 кг при наибольшей крупности 40 мм и 2 кг при наибольшей крупности 20 мм. Отобранную пробу помещают в сосуд для отмучивания. Пробу заливают водой до верхнего сливного отверстия и выдерживают в таком состоянии до полного размокания глиняной пленки на зернах заполнителя. Затем в сосуд с заполнителем доливают воду в таком количестве, чтобы высота слоя над пробой была не менее 200 мл, энергично перемешивают содержимое сосуда и оставляют в покое на 2 мин. После этого сливают полученную при промывании суспензию. Затем щебень вновь заливают водой и испытание повторяют до тех пор, пока после промывки вода не будет прозрачной. Закончив промывку, пробу высушивают до постоянной массы.

Содержание в щебне отмучиваемых пылевидных, илистых и глиняных частиц Потм, %, вычисляют с точностью до 0,1 % по формуле:

Потм = [(m – m1) / m] 100,

где m – масса пробы до отмучивания, г;

m1 – масса пробы после отмучивания, г.

Содержание в щебне (гравии) отмученных пылевидных, илистых или глиняных частиц вычисляют как среднее арифметическое двух определений.

В щебне из изверженных и метаморфических горных пород, предназначенном для бетонов, содержание загрязняющих частиц не должно превышать

1 %. В щебне из осадочных горных пород содержание этих частиц не должно превышать 2 – 3 %.

Задание 6. Определение прочности щебня (гравия)

Прочность щебня (гравия) оценивают косвенным показателем дробимости при сжатии (раздавливании) в цилиндре. Перед испытанием щебень просеивают через сита с отверстиями 5-10, 10-20 или 20-40 мм. Из остатка на сите с отверстиями размером, равным Dнаим, отбирают две пробы массой не менее 2 кг каждая.

Стальной цилиндр (рис. 10) заполняют щебнем (гравием) каждой испытываемой пробы, свободно засыпая с высоты 50 мм так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют пуансон. При этом плита на пуансоне должна быть на уровне верхнего края цилиндра. В случае, если верх плиты пуансона не совпадает с краем цилиндра, удаляют или добавляют несколько зерен щебня. После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.

Рис. 10. Плунжер (а), стальной цилиндр (б) и съемное дно (в) (в скобках даны размеры большого цилиндра диаметром 150 мм)

Повышая давление пресса на 1 - 2 кН в секунду, доводят его до

200 кН.

После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через сито, размеры отверстий которого указаны в табл. 8.

Таблица 8

Размеры отверстий сит

Размер фракции, мм

Размер отверстий сита

5 - 10

10 - 20

40 - 20

1,25

2,50

5,00

Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания взвешивают и определяют показатель дробимости Др с точностью до 1 % по формуле

Др = [( m1 – m2) / m1) ] • 100,

где m1 - испытываемая навеска щебня (гравия) до испытания, г;

m2 - масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г.

Испытания проводят два раза, и показатель дробимости заполнителя вычисляют как среднеарифметическое двух определений.

Задание 7. Определение содержания в щебне (гравии) пластинчатых и

игловатых зерен

Пластинчатыми (лещадными) считают такие зерна, которые по толщине имеют размер меньше любого наименьшего размера зерна более чем в 3 раза.

Игловатыми считают такие зерна, которые по вытянутой оси имеют размер, превышающий любой наибольший размер зерна более чем в 3 раза.

Пластинчатые и игловатые зерна крупного заполнителя нарушают структуру бетона и создают в нем пространства, неравномерно заполненные цементным раствором. Такая структура бетона приводит к появлению микротрещин, которые, в свою очередь. Снижают прочность бетона.

Для определения содержания в крупном заполнителе пластинчатых и игловатых зерен рекомендуется использовать остатки на ситах, полученные при определении зернового состава щебня (гравия). При этом от фракции 5-10 мм берут 0,25 кг; 10-20 – 1 кг; 20-40 – 5 кг и 40-70 – 15 кг. Рассыпав отобранный заполнитель на листе чистой бумаги или фанере, выбирают визуально из общей массы зерна пластинчатой и игловатой формы.

Сначала взвешивают все пластинчатые и игловатые зерна, а затем все остальные. Содержание в каждой фракции пластинчатых (лещадных) и игловатых зерен П, %, вычисляют с точностью до 1 % по формуле:

П = [m1 / (m1 + m2)] • 100,

где m1 – масса зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой форм, кг;

m2 – масса остальных зерен, кг.

Содержание зерен пластинчатой и игловатой формы определяют как среднее арифметическое результатов испытаний каждой фракции.

Щебень по форме зерен подразделяется на три группы в зависимости от содержания зерен пластинчатой (лещадной) и игловатой формы: кубовидная форма с содержанием указанных зерен до 15 %, улучшенная – 25 % и обычная – 35 %.

Контрольные вопросы

Что представляет собой щебень и гравий?
Как определяют истинную плотность зерен щебня (гравия)?
Изложите последовательность определения насыпной плотности крупного заполнителя.
Содержание каких примесей является вредным для крупного заполнителя и почему?
Как определяют водопоглощение крупного заполнителя?
Как определяется зерновой состав щебня (гравия)?
Опишите методику определения прочности заполнителя косвенным методом – дробимостью.
Чем нежелательно наличие в крупном заполнителе пластинчатых и игловатых зерен?
Для каких видов бетона рекомендуется использовать гравий, а для каких – щебень? Объяснить – почему.

Лабораторная работа № 7

ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА И ИЗУЧЕНИЕ

ЕГО СВОЙСТВ

Цель работы: освоение методики расчета состава и изучение свойств бетонной смеси и бетона.

Материалы и оборудование: цемент, песок, (щебень) гравий, вода, добавки; стандартный конус для определения подвижности; секундомер; линейка; штыковка; мастерки; виброплощадка; формы для изготовления образцов; гидравлический пресс для определения прочности.

Бетон - искусственный каменный материал, получаемый в результате затвердевания рационально подобранной и тщательно уплотненной смеси, состоящей из вяжущего, воды, заполнителей и, при необходимости, специальных добавок. Эта смесь до затвердевания называется бетонной смесью.

Качество бетона зависит от правильности выбора составляющих бетонной смеси и проектирования состава бетона. Подбор состава бетона включает следующие операции: расчет состава бетона; опытную проверку расчетного состава пробными замесами; определение формовочных свойств бетонной смеси; определение коэффициента выхода бетонной смеси; определение механических свойств бетона.

Задание 1. Расчет состава бетона

Расчет состава бетонной смеси заключается в установлении наиболее рационального соотношения между составляющими бетон материалами (цементом, песком, щебнем или гравием, водой). Такое соотношение должно обеспечивать необходимую жесткость или подвижность смеси для принятого способа ее уплотнения, а также приобретение бетоном необходимой прочности в заданный срок при меньшем расходе цемента. В отдельных случаях вводят также требования о получении бетона необходимой плотности, морозостойкости, водонепроницаемости.

Состав бетона выражают расходом всех составляющих материалов по массе на 1 м3 уложенной и уплотненной бетонной смеси или отношением массы составляющих материалов смеси к массе цемента, принимаемой за единицу, т.е. 1 : х : у (цемент : песок : щебень или гравий) при В/Ц = Z.

Расчет состава тяжелого бетона можно производить различными методами, среди которых наиболее простым и удобным является метод расчета по «абсолютным объемам». При этом методе предполагается, что свежеприготовленная бетонная смесь после укладки в форму или опалубку и уплотненная в ней не будет иметь пустот.

Для расчета состава тяжелого бетона необходимо иметь следующие данные:

заданную марку бетона Rб;

требуемую удобоукладываемость бетонной смеси, определяемую осадкой конуса ОК, см;

характеристику исходных материалов:

вид и активность цемента Rц;

насыпную плотность составляющих ρн. ц, ρн. п, ρн. щ;

истинную плотность составляющих ρц, ρп, ρщ;

пустотность щебня или гравия Vп. щ.;

наибольшую крупность зерен заполнителя.

Состав бетона вычисляют в следующей последовательности: вычисляют водоцементное отношение, расход воды, расход цемента, просле чего определяют расход крупного и мелкого заполнителя на 1 м3 бетонной смеси.

Водоцементное отношение В/Ц вычисляют исходя из требуемой марки бетона, активности цемента и с учетом вида и качества составляющих по следующим формулам:

Для бетонов с водоцементным отношением В/Ц ≥ 0,4

Rб = А Rц / (Ц/В – 0,5);

для бетонов с водоцементным отношением В/Ц ≤ 0,4

Rб = А1 Rц / (Ц/В + 0,5),

где Rб – марка бетона, МПа;

Rц – марка или активность цемента, МПа;

А и А1 – коэффициенты, учитывающие качество материалов (табл. 9)

Таблица 9

Значения коэффициентов А и А1

Характеристика заполнителей и цемента	А	А1
Высококачественные	0,65	0,43
Рядовые	0,6	0,4
Пониженного качества	0,55	0,37

После преобразования относительно В/Ц формулы прочности имеют следующий вид:

В/Ц = (А Rц) / (Rб + 0,5 А Rц) или

В/Ц = (А Rц) / (Rб - 0,5 А Rц).

Расход воды, л/м3, ориентировочно определяют исходя из заданной удобоукладываемости бетонной смеси по табл. 10, с учетом вида и крупности заполнителя.

Таблица 10

Водопотребность бетонной смеси

Удобоукладываемость бетонной смеси	Расход воды, л/м3, при наибольшей крупности заполнителя, мм
Осадка конуса, ОК, см	Жесткость, с	гравия	щебня
		10	20	40	10	20	40
0	120 - 90	150	135	125	160	145	135
0	80 – 60	160	145	130	170	155	145
0	50 – 30	165	150	135	175	160	150
0	15 – 30	175	160	145	185	170	155
1 - 2	-	185	170	155	195	180	165
3 – 4	-	195	180	165	205	190	175
5 – 6	-	200	185	170	210	195	180
7 – 8	-	205	190	175	215	200	185
9 - 10	-	215	200	185	225	210	195
11 - 12	-	215	205	190	225	215	200
13 - 16	-	220	210	197	230	220	207
17 - 20	-	227	218	203	237	228	213

Расход цемента, Ц (кг), находят по формуле водоцементного отношения, зная расход воды:

Ц = В : (В/Ц)

Расход заполнителей (песка и крупного заполнителя), кг/м3, вычисляют исходя из двух условий:

Сумма абсолютных объемов всех компонентов бетонной смеси равна

1 м3 (или 1000 л) уплотненной бетонной смеси, т.е.:

Ц / ρц + В / ρв + П / ρп + Щ / ρщ = 1000,

где Ц, В, П, Щ – расход цемента, воды, песка и щебня (гравия), кг/м3;

ρц , ρв, ρп, ρщ - истинная плотность составляющих бетонной смеси, кг/м3;

Ц / ρц, В / ρв, П / ρп, Щ / ρщ – абсолютные объемы цемента, воды, песка, щебня, м3.

Пустоты между зернами крупного заполнителя должны быть заполнены растворной цементно-песчаной смесью с некоторой раздвижкой зерен, т.е.:

Ц / ρц + В + П / ρп = ɑ Vп. щ Щ / ρн.щ;

где Vп. щ – пустотность щебня в рыхлом состоянии;

ρн.щ – насыпная плотность щебня, кг/м3;

ɑ - коэффициент раздвижки зерен щебня, принимают в зависимости от расхода цемента и водоцементного отношения (для жестких бетонных смесей принимают равным 1,05 – 1,15; для пластичных смесей – по табл. 11)

Таблица 11

Значение коэффициента раздвижки зерен ɑ

Расход цемента, кг/м3	Коэффициент ɑ при В/Ц
	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8
250	-	-	-	1,26	1,32	1,38
300	-	-	1,30	1,36	1,42	-
350	-	1,32	1,38	1,44	-	-
400	1,31	1,40	1,46	-	-	-
500	1,44	1,52	1,56	-	-	-
550	1,52	1,56	-	-	-	-

Решая совместно эти два уравнения, находят формулу для определения расхода щебня, кг/м3 бетона:

Щ = 1000 / [(Vп. щ ɑ / ρн.щ) + 1 / ρщ].

После определения расхода щебня рассчитывают расход песка:

П = (1000 - Ц / ρц – В - Щ / ρщ) ρп.

Таким образом получают расчетный состав бетона в виде расхода материалов Ц, В, П, Щ (кг) для получения 1 м3 бетона. Расчетная плотность бетонной смеси ρб. см., кг/м3, составит:

ρб. см = Ц + В + П + Щ

Задание 2. Приготовление пробного замеса

После выполнения расчета состава бетона готовят пробный замес бетонной смеси объемом 7 л для определения удобоукладываемости бетонной смеси, ее плотности и изготовления образцов для определения прочности.

При изготовлении бетонной смеси делают пробный замес на 7 л. Перемешивание сухих материалов производят в следующей последовательности: отвешенное количество песка помещают в чашу, добавляют требуемое количество цемента и перемешивают до получения смеси однородного цвета, затем добавляют крупный заполнитель и всю смесь перемешивают до тех пор, пока щебень (гравий) не будет равномерно распределен в сухой смеси; затем в середине перемешанной смеси делают углубление, куда вливают отмеренную воду, затем энергично перелопачивают бетонную смесь до достижения ею однородности. После перемешивания определяют удобоукладываемость бетонной смеси по подвижности в сантиметрах или жесткости в секундах, в зависимости от принятого способа укладки бетона в конструкцию.

Задание 3. Определение подвижности бетонной смеси

Подвижность бетонной смеси оценивают по осадке (ОК), отформованного из испытуемой бетонной смеси. Определение подвижности бетонной смеси производится при помощи стандартного конуса, (рис. 11) следующим образом.

При подготовке конуса и приспособлений к испытаниям все соприкасающиеся с бетонной смесью поверхности следует очистить и увлажнить.

Конус устанавливают на гладкий лист и заполняют его бетонной смесью через загрузочную воронку в три слоя одинаковой высоты. Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем по 25 раз каждый.

Штыкование нижнего слоя бетонной смеси производится на всю ее толщину, а верхних двух слоев до нижнего.

После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток смеси срезают кельмой вровень с верхними краями конуса, и заглаживают поверхность бетонной смеси. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин.

Конус плавно снимают с отформованной бетонной смеси в строго вертикальном направлении и устанавливают рядом с ней. Время, затраченное на подъем конуса, должно составлять 5-7 секунд.

Рис. 11. Определение подвижности бетонной смеси стандартным конусом:

1 - упоры; 2 - ручки; 3 - конус; 4, 5 - линейки (в скобках приведены размеры увеличенного

конуса)

Осадку конуса бетонной смеси определяют, укладывая гладкий стержень наверх формы и измеряя расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси с погрешностью не более 0,5 см.

Если после снятия формы конуса бетонная смесь разваливается, измерение не выполняют, и испытание повторяют на новой пробе бетонной смеси.

Задание 3. Определение жесткости бетонной смеси

упрощенным методом

Жесткость бетонной смеси характеризуют временем вибрации в секундах, необходимым для выравнивания и уплотнения предварительно отформованного конуса бетонной смеси.

Жесткость бетонной смеси следует определять с помощью технического вискозиметра (рис. 12) или упрощенным методом в формах ФК-200 (размером 200 х 200 х 200 мм).

Для определения жесткости в закрепленную на виброплощадке форму помещают стандартный конус и заполняют его бетонной смесью, как указано выше.

Затем конус осторожно снимают, и включают одновременно виброплощадку и секундомер. Вибрирование осуществляют до тех пор, пока бетонная смесь не заполнит все углы формы и поверхность ее не станет горизонтальной.

Время (в секундах), необходимое для выравнивания поверхности бетонной смеси в форме, характеризует жесткость смеси.

Рис. 12. Прибор для определения жесткости бетонной смеси:

1 - форма; 2 - кольцо-держатель; 3 - конус; 4 - воронка; 5 - штанга; 6- 10 -

втулки; 7 - шайба; 8 - диск; 9 - штатив

Задание 4. Определение средней плотности бетонной смеси

Среднюю плотность бетонной смеси характеризуют отношением массы уплотненной бетонной смеси к ее объему.

Для определения средней плотности бетонной смеси применяют: весы лабораторные; виброплощадку лабораторную; кельму; линейку стальную; сосуды металлические цилиндрические.

Размеры металлических сосудов принимают в зависимости от наибольшей крупности зерен фракции заполнителя по таблице 12.

Таблица 12

Размеры сосудов для определения средней плотности бетонной смеси

Наибольшая крупность зерен	Вместимость сосуда, см3	Внутренний размер сосуда, мм
Фракции заполнителя, мм		диаметр	высота
 20	1000	108	108
40	5000	185	185
> 70	10000	234	234
Примечание: плотность бетонной смеси, предназначенной для приготовления бетонов классов В5 и менее на пористых заполнителях, определяют в сосудах вместимостью 5000 см3 или в формах ФК-150 независимо от наибольшей крупности заполнителя.

Перед испытанием мерный сосуд взвешивают с погрешностью не более 1 г. Бетонную смесь помещают в сосуд и уплотняют на лабораторной виброплощадке до появления на поверхности бетонной смеси цементного теста.

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 1 г.

Среднюю плотность бетонной смеси , кг/м3, вычисляют по формуле:

где т — масса мерного сосуда с бетонной смесью, г;

m1 — масса мерного сосуда без смеси, г;

V — вместимость мерного сосуда, см3.

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

Задание 5. Изготовление образцов бетона

Стандартными образцами для испытания на прочность при сжатии являются образцы в форме куба размером 150 х 150 х 150 мм. Для каждого срока испытания должно быть изготовлено не менее 3 образцов.

Перед изготовлением образцов внутренние поверхности форм должны быть покрыты тонким слоем смазки, не оставляющей пятен на поверхности образцов.

Укладку и уплотнение в формах бетонной смеси производят следующим образом.

Форму, заполненную бетонной смесью с некоторым избытком, устанавливают и жестко закрепляют на виброплощадке и подвергают вибрации до полного уплотнения, характеризуемого прекращением оседания бетонной смеси, выравниванием ее поверхности и появлением на ней тонкого слоя цементного теста. Поверхность образца заглаживается кельмой.

Для определения марки бетона образцы после их изготовления хранят одни сутки в формах, покрытых влажной тканью, в помещении с температурой воздуха 20+2 оС, после чего их вынимают из формы, маркируют и выдерживают до момента испытания в камере нормального твердения при температуре 20±2 °С и относительной влажности воздуха 95-100 %.

Испытание образцов производится в два срока: 7 и 28 суток.

Задание 6. Определение средней плотности и прочности бетона

Для определения средней плотности бетона образцы подвергают осмотру, измеряют по длине, ширине, высоте с точностью до 1 мм, взвешивают, после чего вычисляют среднюю плотность в кг/м3 путем деления массы образца на его объем.

Для определения прочности образцы испытывают до разрушения при сжатии на лабораторном гидравлическом прессе.

Прочность (МПа) вычисляется по формуле:

R = Р /S,

где Р – разрушающая нагрузка (Н);

S – площадь рабочего сечения образца (мм2).

Марку бетона устанавливают путем округления среднего значения предела прочности в меньшую сторону до ближайшего значения марки.

Контрольные вопросы

Что такое бетон, и из каких материалов его изготовляют?
Какие требования предъявляются к качеству мелкого и крупного заполнителей для бетона?
Укажите факторы, влияющие на твердение и свойства бетона.
Как влияет температура на твердение и свойства бетона?
Как изменится подвижность бетонной смеси и свойства бетона с

повышением водоцементного отношения ?

Как определить подвижность и удобоукладываемость бетонной смеси?
Какие факторы влияют на удобоукладываемость бетонной смеси?
Как ускоряют твердение бетонной смеси?
Как изменится прочность бетона при увеличении марки цемента?
Чем отличается класс бетона от его марки?

Лабораторная работа № 8

ИСПЫТАНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА

Цель работы: освоить методику испытаний керамического кирпича на соответствие требованиям ГОСТ.

Оборудование и материалы: образцы керамического кирпича; технические весы; металлическая линейка; приспособление для испытаний на изгиб; испытательный пресс.

Керамический кирпич представляет собой искусственный камень в виде прямоугольного параллелепипеда, изготовленного из легкоплавкой глины путем формования, сушки и обжига. Размеры обыкновенного кирпича – 250 х 120 х 65 мм, утолщенного кирпича – 250 х 120 х 88 мм, кирпича модульных размеров – 288 х 138 х 65 мм.

Для граней кирпича приняты следующие названия: нижняя и верхняя – постель; большая боковая - ложок;меньшая боковая – тычок.

Качество кирпича и соответствие его требованиям ГОСТ 530-2007 характеризуется выдержанностью формы, размеров, отсутствием трещин и сколов, а также показателями физико-механических свойств.

По структуре керамический кирпич может быть полнотелым и пустотелым, рис.13 и 14.

Рис. 13. Керамический обыкновенный кирпич полусухого (а) и пластического(б)

формования: I - постель; 2 - ложок; 3 - тычок

Рис. 14. Некоторые виды пустотелого керамического камня и кирпича пластическою формования с вертикальным расположением пустот:

а - камень с 7 пустотами (пустотность 25 и 33 %); б - камень с 18 пустотами (пустотность 27 и 36 %); в – укрупненный камень для кладки стен в «один камень» (пустотность 45 %); г – кирпич с 18 пустотами (пустотность 29 и 38 %); д – кирпич с 28 пустотами (пустотность

32 и 42 %)

В зависимости от способа формования различают кирпич пластического формования и полусухого прессования.

По назначению кирпич может быть рядовым (для кладки внутренних стен или фасадных с последующей отделкой) и кирпич лицевой, который используется для кладки стен одновременно как конструкционный и как отделочный материал. От рядового его отличает большая точность размеров и меньшие отклонения от номинальных.

Задание 1. Определение качества кирпича по внешнему виду

Размеры кирпича и размеры дефектов определяются с погрешностью 1 мм металлической линейкой. Для определения длины и ширины изделий производятся три замера: по ребрам и середине постели, для определения толщины изделия – по середине тычка и ложка. За окончательный результат принимается среднее арифметическое значение. Отклонения фактических размеров кирпича от номинальных не должны превышать значений, указанных в табл. 13

Таблица 13

Предельные отклонения кирпича от номинальных размеров

Наименование отклонения	Допускаемое значение
По длине	± 4
По ширине	± 3
По толщине: кирпича лицевого кирпича рядового	± 2 ± 3

Глубину отбитости и притупленности ребер измеряют при помощи штангенглубинометра или угольника и линейки. На изделиях не допускаются дефекты внешнего вида, размеры и число которых превышают значения, указанные в табл. 14.

Таблица 14

Технические требования к качеству кирпича по внешнему виду

Вид дефекта	Значение для видов кирпича
	лицевого	рядового
Отбитость углов глубиной более 15 мм	Не допускается	2
Отбитость углов глубиной от 3 до 15 мм	1	4
Отбитости ребер глубиной более 3 мм и длиной более 15 мм, шт.	Не допускается	2
Отбитости ребер глубиной не более 3 мм и длиной от 3 до 15 мм, шт.	1	4
Трещины, шт.	Не допускается	2

Задание 2. Определение эффективности кирпича по средней

плотности

Среднюю плотность определяют не менее чем на трех целых образцах кирпича. Объем образцов (Vест) определяют поих геометрическим размерам, измеренным с погрешностью не более 1 мм.

Измеренные образцы высушивают до постоянной массы с погрешностью не более 10 г.

Среднюю плотность ρо рассчитывают по формуле:

ρо = m / Vест,

где m – масса кирпича в сухом состоянии, г

Vе – объем кирпича, дм3.

За значение средней плотности принимают среде арифметическое значение всех образцов.

По полученным данным устанавливают эффективность кирпичей по плотности, которые согласно ГОСТ 530-2007 подразделяются на три группы:

эффективные с плотностью не более 1400 кг/м3;

условно-эффективные с плотностью более 1400, но менее 1600 кг/м3;

обыкновенные с плотностью свыше 1600 кг/м3.

Задание 3. Определение марки кирпича

Марка кирпича устанавливается по результатам их испытания на прочность при сжатии и изгибе для всех видов кирпича.

Испытания проводят на сухих образцах.

Предел прочности при сжатии кирпича определяют на образцах из двух целых кирпичей или из двух половинок. Кирпичи (или половинки) укладывают постелями друг на друга. Половинки размещают поверхностями раздела в противоположные стороны.

Поскольку опорная грань (постель) у кирпича имеет отклонения от плоскости, что не обеспечивает равномерности распределения нагрузки на всю плоскость образца. Поэтому при испытаниях производят выравнивание поверхностей с помощью мягких прокладок из технического войлока, резинотканевых пластин, картона и других материалов.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа образца вычисляют по формуле:

Rсж. = Fразр / S,

где Fразр – наибольшая нагрузка, зафиксированная при испытании образца,МН;

S – площадь поперечного сечения образца, м.

Для определения прочности при изгибе используют целый кирпич. Схема испытаний приведена на рис. 15

Рис. 15. Схема испытаний кирпича на сжатие (а) и изгиб (б) при определении

его марки по прочности: 1- плита пресса; 2 - выравнивающий материал; 3 - кирпич

При испытании образцов на изгиб используют специальное приспособление, фиксируемое на нижней плите пресса. Приспособление состоит из двух катков (подвижного и неподвижного), на которые устанавливается испытуемый кирпич. Сверху вдоль центральной линии устанавливается каток, передающий нагрузку от верхней плиты пресса. Вся установка должна строго центрироваться.

Предел прочности при изгибе Rизг, (МПа), вычисляют по формуле:

Rизг. = 3Pразр. l / 2b h2,

где Pразр – наибольшая нагрузка, зафиксированная при испытании, кгс;

l – расстояние между осями опор, см;

b – ширина образца, см;

h – высота образца в середине пролета,см.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение пяти образцов.

Марка кирпича устанавливается в соответствии с требованиями стандарта по табл. 15 по обоим показателям - Rсж и Rизг.

Таблица 15

Марки керамического кирпича

Марка	Предел прочности, МПа, не менее
	при сжатии	при изгибе
	средний для пяти образцов	наименьший для отдельного образца	средний для пяти образцов	наименьший для отдельного образца
300	30,0	25,0	4,4	2,2
250	25,0	20,0	3,9	2,0
200	20,0	17,5	3,4	1,7
175	17,5	15,0	3,1	1,5
150	15,0	12,5	2,8	1,4
125	12,5	10,0	2,5	1,2
100	10,0	7,5	2,2	1,1

Контрольные вопросы

Изложите методику проверки качества керамического кирпича по внешнему осмотру и обмеру.
Какие требования предъявляются к качеству кирпича по внешнему виду?
Как называются грани кирпича и каковы их номинальные размеры?
Каким образом подготавливают кирпич для определения его марки?
В чем заключается методика определения марки кирпича?
Какие марки керамического кирпича Вы знаете?
Какие методы формования используются при получении керамического кирпича?

Лабораторная работа № 9

ИСПЫТАНИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ

Цель работы: научиться отличать по внешнему виду классы арматуры; определение фактических характеристик стали: временного сопротивления разрыву и относительного удлинения при разрыве; сопоставление полученных результатов с требованиями ГОСТ.

Оборудование и материалы: образцы горячекатаной стержневой арматуры класса А-1, А-11 (А-300), А-111(А-400); образцы сварных соединений; штангенциркуль; испытательная машина; лабораторные весы.

В строительных конструкциях сталь подвергается различным видам механического воздействия: растяжению, сжатию, удару. Поэтому при расчете строительных конструкций необходимо иметь механические характеристики стали, определяемые по результатам испытаний образцов стали на растяжение, твердость и ударную вязкость.

Для определения марки стали изготовленные образцы испытывают на растяжение до разрыва. При этом определяют основные механические характеристики стали: предел текучести, прочности при растяжении, относительное удлинение.

Для испытания стали на растяжение используют цилиндрические и плоские образцы, изготовленные путем механической обработки.

Задание 1. Определение начальной площади поперечного

сечения образцов

Начальную площадь поперечного сечения образцов арматуры периодического профиля Fо, мм2, вычисляют по формуле:

где т - масса испытуемого образца, кг;

l - длина испытуемого образца, м;

р - плотность стали, 7850 кг/м3.

Для гладких стержней образцов круглого сечения площадь поперечного сечения определяют измерением диаметра по длине образца в трех сечениях: в середине и по концам рабочей длины; в каждом сечении в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Площадь поперечного сечения образца вычисляют как среднюю арифметическую величину этих шести измерений.

Задание 2. Определение марки строительной стали

Полная длина образца арматуры выбирается в зависимости от рабочей длины образца и конструкции захвата испытательной машины.

Рабочая длина образца (lo) должна составлять:

для образца с номинальным диаметром до 20 мм – не менее 200 мм;

для образца с номинальным диаметром свыше 20 мм – не менее 10 d.

Перед испытанием образец на длине, больше рабочей длины образца, размечается на n равных частей при помощи меток, наносимых делительной машиной, или керном. Расстояние между метками для арматуры диаметром

10 мм и более не должно превышать величину d и быть кратным 10 мм. Для арматуры диаметром менее 10 мм расстояние между метками принимается равным 10 мм.

Сталь на растяжение испытывают на разрывных машинах различного типа. Перед испытанием образец зажимают в захватах испытательной машины, центрируют его и производят плавное нагружение до разрыва. При нагружении отмечают нагрузку, при которой образец растягивается «течет» без увеличения нагрузки. По этой нагрузке вычисляют предел текучести (МПа) по формуле:

где Рт – наименьшая нагрузка, при которой образец деформируется без заметного увеличения нагрузки , Н;

Fо – начальная площадь поперечного сечения образца, мм2.

Временное сопротивление разрыву (МПа) вычисляют по формуле:

где Рmax – напряжение, соответствующее наибольшей нагрузке, предшествующей разрушению образца, Н;

F0 – начальная площадь поперечного сечения образца, мм2 .

После испытания части образца тщательно складывают вместе, располагая их по прямой линии. От места разрыва в обе стороны откладывают по l0/2 интервалов и замеряют конечную расчетную длину.

Величину относительного удлинения (%) вычисляют по формуле:

где l0 – расчетная длина образца;

lк – конечная расчетная длина.

В зависимости от величины начальной расчетной длины образца к букве добавляют индекс. Например, при начальной расчетной длине, равной 5d, - , при 100 мм – .

Полученные характеристики сравнивают с нормативными данными для класса стали образца (табл. 16).

Таблица 16

Нормативные данные ГОСТ 5781-82

Класс арматуры	Предел текучести , МПа	Временное сопротивление разрыву , МПа	Относительное удлинение ,%
	не менее
А-I (А-240)	235	373	25
А-II (А-300)	295	490	19
А-III (А-400)	390	590	14

Делают вывод о соответствии характеристик стали образцу.

Контрольные вопросы

Как определяют номинальный диаметр стержней периодического профиля?
Каким видам испытаний подвергают стержневую арматуру ?
Какая нагрузка фиксируется при определении предела текучести и при определении временного сопротивления растяжению?
Как рассчитывают относительное удлинение арматуры при растяжении?
Дайте определение понятия предела текучести.
По каким механическим характеристикам определяют марку арматурной стали?

Лабораторная работа 10

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Цель работы: изучение основных свойств лакокрасочных материалов, методов их испытания.

Оборудование и материалы: образцы различных лакокрасочных материалов, сушильный шкаф, весы аналитические, стеклянные пластинки, вискозиметр.

Лакокрасочные материалы – вязкожидкие составы, наносимые тонким слоем на поверхность и образующие прочные и плотные пленки.

Лакокрасочные материалы применяют для защиты строительных конструкций от воздействия агрессивных компонентов окружающей среды, для получения архитектурно-художественного эффекта, улучшения санитарно-гигиенических условий.

Основными составляющими лакокрасочного материала являются связующее (пленкообразователь) и пигмент (краситель). Кроме того, в лакокрасочный состав вводятся растворители, разбавители, наполнители, отвердители и различные добавки, придающие необходимые свойства исходным материалам и образуемым ими покрытиям. К добавкам относятся: пластификаторы, модификаторы, вулканизирующие агенты, стабилизаторы, поверхностно-активные вещества, антиоксиданты и др.

По виду связующего красочные составы делятся на масляные (на олифе), клеевые (костный, мездровый клей), на минеральном вяжущем (цементные, известковые, меловые, силикатные), полимерные, эмульсионные (латексные), лаковые, эмалевые, полимерцементные.

Масляные краски изготавливают растиранием олифы с пигментом и наполнителем. Выпускают густотертые и жидкотертые масляные краски. Густотертые краски (пасты) доводят до рабочей вязкости добавлением олифы. Жидкотертые краски можно сразу употреблять в дело (ТУ 10503–71, ГОСТ 8292–85).

Полимерные лаковые красочные составы получают растворением полимерной смолы или битума в органическом растворителе (лаки на основе мочевино-формальдегидной, смолоэфирной, эпоксидной, перхлорвинильной и др. смол, битумный лак).

Полимерные эмалевые краски представляют собой композицию из лака и пигмента (глифталевые, эпоксидные, перхлорвиниловые, алкидностирольные, битумные и др. эмали).

Полимерцементные краски представляют собой смеси водной дисперсии с белым цементом, пигментом и другими добавками. Чаще всего используют поливинилацетатную дисперсию и винилстирольный латекс (ГОСТ 19279–73).

Пигменты – тонкоизмельченные вещества, придающие покрытию цвет, обеспечивающие укрывистость, повыщающие атмосферостойкость, стойкость по отношению к ультрафиолетовым лучам, снижающие набухание пленки и др. К пигментам относятся: алюминиевая пудра; порошкообразный цинк; титан, двуокиси титана; крон цинковый, стронцевый, свинцовый; соединения кадмия, кобальта, меди, хрома; оксиды железа, редопсайд; ламповая сажа; органические фталациониновые и др.

Наполнители – тонкоизмельченные вещества, снижающие внутреннее напряжение в пленках, усадку, ползучесть, улучшающие физико-механические свойства (например, адгезию), способствующие повышению атмосфере - и термостойкости.

К наполнителям относятся: диабазовая, андезитовая мука; маршалит; молотый мел, графит и асбест; чугунный порошок.

Растворители снижают вязкость до требуемой в соответствии с выбранным способом нанесения лакокрасочного состава. В качестве растворителей применяют: ацетон, бензин, бутилацетат, ксилол, сольвент, толуол, уайт-спирт, циклогексан, этиловый спирт и др.

Отвердители обеспечивают отверждение исходного лакокрасочного материала, неспособного самостоятельно образовывать пленку (при использовании полимерного связующего: отвердитель № I-50 - процентный раствор гексаметилендиамина в этиловом спирте; № 3; № 5; ГМД – гексаметилендиамин; ПЭПА – полиэтиленполиамин и др.).

Пластификаторы придают лакокрасочному покрытию эластичность и ударную прочность (например, дибутилфталат).

Модификаторы улучшают физико-химические свойства, повышают долговечность (например, галогены, нитриты и нитраты и др.).

Вулканизирующие агенты ускоряют отверждение каучуковых соединений.

Стабилизаторы вводятся для замедления старения пленки лакокрасочного покрытия.

Антиоксиданты – добавки, предотвращающие окисление лакокрасочного состава.

Сиккативы – ускорители высыхания лакокрасочной композиции. Сиккативами главным образом являются соли свинца, марганца, кобальта, цинка и калия, образованные жирными кислотами.

Для обозначения типа лакокрасочного состава используется буквенная маркировка, характеризующая вид связующего. Так, масляные краски, изготовленные из олифы, имеют марку МА, глифталевые олифы, лаки и краски (эмали) ГФ, а пентафталевые – ПФ; другие связующие и эмали на их основе, в состав которых также входят алкидные лаки, маркируют буквами: МС (алкидно-стирольные), АС (алкидноакриловые) и МЛ (меламиномочевино-алкидные). В практике строительства используются также: МЧ – на мочевинофор-мальдегидной основе; Ф и ФЛ – на фуриловой и фенольной основе; КС – на кремнийорганической основе; НЦ – на нитроцеллюлозной основе; ЩЛ – щелочные; ЯН – янтарные, БТ – битумные. Составы марок МЧ, ФЛ, Ф, КО требуют горячей сушки или присутствия отвердителя. Составы на основе виниловых полимеров (перхлорвинила, винилхлорида, винилденхлорида и др.) маркируются ХВ, ХС, ПВХ, ХСЭ. В их состав вводят алкидные, фенольные и др. смолы, растительные масла и пластификаторы – винилацетат, дибутилфталат и др. Большинство перечисленных составов содержат органические растворители – ацетон, бензол, толуол.

Водоэмульсионные краски на связующих из поливинилацетатной эмульсии, сополимера винилацетата или акрилата, а также латекса бутадиенстирольного каучука СКС-65. Выпускают краски марок Э-ВА-17; Э-ВС-17, Э-ВС-114, Э-АК-111, Э-КЧ-112 (Э – эмаль, ВС, АК, КЧ – марки связующего; 17, 114, 111, 112 - условные номера). Они применяются только для покрытий по дереву и штукатурке.

По назначению применительно к условиям эксплуатации лакокрасочные материалы делятся на группы: I - атмосферостойкие, 2 -ограниченно атмосферостойкие, 3 - консервационные, 4 - водостойкие, 5 - специальные (светящиеся, противообрастающие, терморегулирующие и др.), 6 - маслобензостойкие, 7 - химически стойкие, 8 -термостойкие, 9 - электроизоляционные.

Обозначаются: вид материала (эмаль, краски, грунтовка, шпаклевка); пленкообразующие (БТ, ГФ, НЦ и т. д.); номер группы; цвет и др. Например, эмаль глифталевая группы I эмаль, ГФ-1 белая.

Задание 1. Определение маслоемкости пигмента

В масляных красках чем меньше требуется олифы для получения состава, тем более экономичным и стойким будет слой покрытия, так как старению подвергается, прежде всего, олифа.

Для определения маслоемкости на технических весах взвешивают 2 г сухого пигмента, который переносят в фарфоровую чашку. Вначале из бюретки добавляют к пигменту 0,3-0,4 см3 отбеленного льняного масла, затем еще по 3-4 капли, а в конце опыта отдельными каплями. После каждой добавки пигмент тщательно перемешивают с маслом при помощи стеклянной палочки. Опыт считается законченным, когда весь пигмент смачивается маслом и превращается в комок с блестящей масляной поверхностью. Количество прилитого к пигменту масла определяют по разности уровней масла в бюретке до начала опыта и по его окончании. Маслоемкость вычисляют с точностью до 1 г масла на 100 г пигмента по формуле

где V – объем масла, израсходованного для полного насыщения пигмента;

ρ = 0,93 – истинная плотность масла, г/см3,

m – масса пигмента.

Задание 2. Определение вязкости красочных составов

Вязкость красочного состава характеризует удобонаносимость его на окрашиваемую поверхность. При малой вязкости происходит стекание красочного состава с вертикальной или наклонной поверхности, а большая препятствует нанесению на окрашиваемую поверхность тонкого слоя.

Вязкость красочных составов определяют с помощью вискозиметра

ВЗ – 4, рис. 16, который представляет собой цилиндрический резервуар, переходящий в полый конус с соплом. Объем вискозиметра – 100 мл, высота сопла – 4 мм, диаметр отверстия сопла – 4 мм. Вискозиметр закрепляют в штативе.

Рис. 16. Вискозиметр ВЗ-4:

1 - сопло; 2 - резервуар; 3 — желобок

Условной вязкостью называют время, с, истечения 100 мл красочного состава через калиброванное сопло вискозиметра при определенной температуре (обычно 20 оС). При проведении испытания под вискозиметр подставляют сосуд объемом не менее 110 мл для стока испытываемого материала. Затем зажимают снизу отверстие сопла и заполняют резервуар вискозиметра красочным составом. Потом быстро освобождают отверстие и одновременно включают секундомер. Секундомер останавливают при появлении прерывистой струи. Время истечения 100 мл испытываемого материала из вискозиметра и будет его условной вязкостью. Опыт повторяют три раза. Значение вязкости вычисляют как среднее арифметическое трех определений.

Задание 3. Определение укрывистости масляной краски малярной

консистенции

Укрывистостью (кроющей способностью) масляной краски называется способность создавать на окрашиваемой поверхности непросвечивающую пленку. Укрывистость характеризуется расходом пигмента или краски в г на

1 м2 окрашиваемой поверхности. Чем больше укрывистость пигмента или малярной краски, тем меньше их расходуется на окрашивание поверхности и, следовательно, тем экономнее будет окраска.

Укрывистость определяется для масляной краски нормальной рабочей консистенции. Испытание производят с помощью стеклянной пластинки размером 25×75 мм, рис. 17.

Черная		25
Белая
Черная
60	15

Рис. 17. Пластинка для определения укрывистости краски

На одной стороне пластинки нанесены две черные полосы и одна белая. Пластинку взвешивают на технических весах, затем на обратную сторону на площадь 25×60 мм тонким слоем наносят масляную краску; площадь размером 15х60 мм не окрашивается..Краску наносят мазками вначале вдоль пластинки, затем поперек.

Пластинку кладут на лист белой бумаги. Окрашивание считается законченным, когда не будет просвечивать в отраженном свете цветные полосы. Окрашенную пластинку взвешивают и производят вычисления по формуле

, г / м2,

где m – масса пластинки до окрашивания, г; mi – масса пластинки после окрашивания, г; F – площадь пластинки, см (15 см2).

Задание 4. Определение скорости высыхания лакокрасочного

покрытия

Высыханием называется процесс, при котором (при t=20±2°C и относительной влажности 65 ±5% по ГОСТ 19007–73), лакокрасочный состав, нанесенный тонким жидким слоем на поверхность, затвердевает, превращаясь в твердую пленку. Для материалов, в состав которых входят масляные связующие, термин “высыхание” является условным, так как превращение их в пленку происходит за счет окисления масляного связующего кислородом воздуха. Некоторые материалы, например, лаки, превращаются в пленку за счет испарения растворителя. Различают две стадии высыхания: высыхание от пыли и полное.

Высыханием от пыли называют такое состояние лакокрасочного покрытия, когда на его поверхности образуется тончайшая пленка, к которой не прилипают пылевидные частицы. Полное высыхание – это такое состояние лакокрасочного слоя, когда по всей его толщине образуется прочная пленка, способная противостоять механическим воздействиям. При соскабливании такой пленки ножом получаются эластичные стружки.

Олифы высыхают медленно, поэтому в данной работе будет использоваться спиртовый лак, высыхающий значительно быстрее. Для определения скорости высыхания от пыли на деревянную пластинку размером 100×100 мм наносят кистью тонкий и равномерный по толщине слой лака. Время нанесения лака отмечают в журнале. Затем периодически с интервалом 1 мин. подносят под вентилятор. Появление матового пятна свидетельствует об образовании тонкой поверхностной пленки, т. е. наступление высыхания от пыли. Время высыхания от пыли заносят в журнал. По разности времени высыхания от пыли и времени нанесения лака определяют скорость высыхания от пыли.

Для определения скорости полного высыхания через каждые две минуты на пленку помещают металлический груз массой 200 г, имеющий площадь основания 1 см2. Через 30с груз снимают. Отсутствие прилипания бумаги к пленке или следов от груза свидетельствует о полном высыхании пленки (табл. 17).

Таблица 17

Степень высыхания лакокрасочного материала

Степень высыхания	Условия испытания	Характеристика степени высыхания
1	0,5 г стеклянных шариков насыпают с высоты 10-13 см	Стеклянные шарики можно полностью удалить мягкой волосяной кистью, не повредив поверхности пленки
2	Нагрузка, Н: 0,2	Бумага не прилипает к покрытию
3	2	Бумага не прилипает к покрытию
4	20	Бумага не прилипает к покрытию, на поверхности покрытия образуется след от нагрузки
5	20	Бумага не прилипает к покрытию, не оставляет след от нагрузки
6	200	Бумага не прилипает к покрытию, но остается след от нагрузки.
7	200	Бумага не прилипает к покрытию; не остается следа от нагрузки

Контрольные вопросы

1. Из каких компонентов состоят лакокрасочные материалы?

2. Что является связующим веществом в лакокрасочных материалах?

3. Как определяют укрывистость масляной краской?

4. Что обозначает термин «высыхание» и в чем заключается методика его определения.

5. Как маркируют лакокрасочные материалы и как они расшифровываются?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

Строительные материалы (Материаловедение. Строительные материалы): учеб. издание/В.Г. Микульский [и др.]; под общ. ред. В.Г. Микульского. - М.: Изд-во АСВ, 2007.
Баженов Ю.М. Технология бетона. М.: Изд – во АСВ.
Попов Л.Н. лабораторные работы по дисциплине «Строительные материалы и изделия»: Учебное пособие. – М.: ИНФРА-М, 2003.
Попов, К.Н. Оценка качества строительных материалов: Учеб. пособие / К.Н. Попов, М.Б. Каддо, О.В. Кульков; Под общ. Ред. К.Н. Попова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2004.
Чумаков Л.Д. Технология заполнителей бетона (Практикум). Учебное пособие. М.: Изд – во АСВ, 2006.
Ицкович С.М. Технология заполнителей бетона. М.: Высш. шк., 1991.
Кальгин А.А., Сулейманов Ф.Г. Лабораторный практикум по технологии бетонных и железобетонных изделий. – М.: Высш. шк., 1994.
Основин, В.Н. Справочник по строительным материалам и изделиям / В.Н. Основин, Л.В. Шуляков, Д.С. Дубяга. – Изд. 5-е. – Ростов н/Д: Феникс, 2008.
Рыбьев, И.А. Строительное материаловедение : учеб. пособие для строит. спец. вузов / И.А. Рыбьев. - Изд. 3-е, стер. - М.: Высш. шк., 2008.
ГОСТ 8735-88. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
ГОСТ 8736-93 Песок для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 8267-93 Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Технические условия.
ГОСТ 8269.0-976 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний.
ГОСТ 26633-91. Бетоны тяжелые и мелкозернистые. Технические условия
ГОСТ 10180-90 Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам
ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия
ГОСТ 10181-2000 Смеси бетонные. Методы испытаний
ГОСТ 7473-2007 Смеси бетонные. Технические условия
ГОСТ 12004-81 Сталь арматурная. Методы испытания на растяжение
ГОСТ 5781-82 Сталь горячекатаная для армирования железобетонных конструкций. Технические условия
ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема
ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ……………………………………………………

Лабораторная работа 1

ИЗУЧЕНИЕ ОСНОВНЫХ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ………………………………………………………

Лабораторная работа 2

ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОГО ГИПСА…………………………...

Лабораторная работа 3

ИСПЫТАНИЯ СТРОИТЕЛЬНОЙ ВОЗДУШНОЙ ИЗВЕСТИ……….....

Лабораторная работа 4

ИСПЫТАНИЯ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА………………………………….

Лабораторная работа 5

ИСПЫТАНИЯ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ БЕТОНОВ И

РАСТВОРОВ………………………………………………………………..

Лабораторная работа 6

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ КРУПНОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ

БЕТОНОВ……………………………………………………………………

Лабораторная работа 7

ПОДБОР СОСТАВА ТЯЖЕЛОГО БЕТОНА И ИЗУЧЕНИЕ ЕГО СВОЙСТВ……………………………………………………………………

Лабораторная работа 8

ИСПЫТАНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО КИРПИЧА…………………………

Лабораторная работа 9

ИСПЫТАНИЯ АРМАТУРНОЙ СТАЛИ………………………………….

Лабораторная работа 10

ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ…………

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………...

ОГЛАВЛЕНИЕ………………………………………………………………

1. Социология национальных отношений
2. Она представляет собой область сильного сжатия воздуха распространяющуюся с большой скоростью во все.
3. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата історичних наук Київ
4. Объект предмет и задание дисциплины Экономика труда и социально-трудовые отношения
5. і Зокрема за загальною кількістю відвідань країна ще значно поступається іншим країнам що межують з Україн
6. Тема 12 Учение о природе 1
7. вариант 1 группа 132 Белов А
8. тема знаков 6
9. кетокислота ~ углеродный скелет
10. ЕКОНМІКИ ТА МЕНЕДЖМЕНТУ Кафедра Менеджменту иа маркетингу БОРИСЕВИЧ Є
11. Экономические и социальные последствия безработицы (по результатам анкетного социологического опроса безработных)
12. боль в груди Заболевания ССС вызывающие боль в груди сходства и различия
13. Питання державного комитету по нагляду за охороною праци
14. Курсова робота Конструкція деталі
15. Двигательная активность школьников
16. А 1Адамнын стрестык калпы неге алып келеды-Коркыныш
17. Надёжность блока управления является одним из главных показателей который зависит от электрических парам
18. Дивидендная политика
19. финансовые отношения
20. ТЕМА Г. СОЧИ Тринадцатый Открытый Интернет фестиваль молодых читателей России СочиМОСТ 2014 МО

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе