Лабораторная работа определение водоцементного отношения

1. Определение водоцементного отношения

Исходные данные

Вариант № 26

Изделие Сан.тех.кабина

Марка бетона по прочности М250

Марка цемента по прочности ПЦ400

Наибольшая крупность щебня (гравия) Щебень НК 20

Материалы, вид пластифицирующей добавки С-3

Пониженного качества, пластификатор

Влажность песка W_п, 2%

Влажность щебня (гравия), W_щ(г), 2%

Емкость бетоносмесителя,V_бс 800л

Водоцементное отношение определяют по формулам:

для обычного бетона при

; (1)

для высокопрочного бетона < 0,4

. (2)

Формулу (1) следует применять, если,в других случаях надо пользоваться формулой (2). Значения коэффициентов А и А₁ берут из таблицы 1.

Таблица 1. Значения коэффициентов А и А₁

Материалы для бетона	А	А₁
Высококачественные	0,65	0,43
Рядовые	0,6	0,43
Пониженного качества	0,55	0,37

Исходные данные

Проектная прочность бетона 250

Активность (марка) бетона 400

Значение коэффициента А 0,55

Значение коэффициента А₁ 0,37

Результаты

В/Ц 0,6111

2. Определение водопотребности бетонной смеси.

Для определения водопотребности бетонной смеси вначале назначают удобоукладываемость бетонной смеси. При этом исходят из следующих соображений.

Повышение жесткости бетонной смеси всегда дает экономию цемента, но требует для уплотнения более мощного формовочного оборудования или увеличения продолжительности уплотнения. Удобоукладываемость смеси ориентировочно выбирают по таблице 2 и окончательно устанавливают по результатам производственных испытаний, добиваясь применения максимально жестких для данных условий смесей.

Таблица 2. Рекомендуемая удобоукладываемость смеси для сборных бетонных и железобетонных изделий.

Марка бетонной смеси	Вид изделия и метод изготовления	Удобоукладываемость
Марка бетонной смеси	Вид изделия и метод изготовления	Осадка стандартного конуса, см	Жесткость, с
Ж 4	Вибропрокат, роликовое прессование; изделия, формуемые с немедленной распалубкой.	0	31 и более
Ж 2 Ж 3	Кольца канализационные, блоки целевые, пустотелые элементы перекрытий, бордюрные камни, фундаментные блоки и башмаки, формуемые на виброплощадках, роликовым прессованием и т.п.	0	21-30
Ж 1 Ж 2	Колонны, сваи, балки, плиты, лестничные марши, фермы, трубы, двухслойные наружные стеновые панели, формуемые на виброплощадках.	0	5-20
П 1 П 2	Тонкостенные конструкции, сильно насыщенные арматурой, формуемые на виброплощадках или в кассетных установках.	1-9	4 и менее

Водопотребность бетонной смеси определяют по формуле

где В - водопотребность бетонной смеси, л; В_с – водопотребность бетонной смеси, изготовленной с применением портландцемента, песка средней крупности и щебня с наибольшей крупностью 40 мм без применения пластифицирующих добавок, т; В_з – поправка на вид и крупность заполнителя, л; К–коэффициент, учитывающий вид пластифицирующей добавки (при использовании пластификаторов К = 0,9; в случае суперпластификаторов К = 0,8).

Водопотребность В_сопределяют по формуле:

для пластичной смеси

где Y –показатель удобоукладываемости смеси (в данном случае осадка конуса, см);

для жесткой смеси

где Y – жесткость смеси, с (при определении настандартном приборе).

Поправку В_зопределяют, исходя из следующих условий:

если вместо щебня с НК = 40 мм используется щебень с НК = 20 мм,

то В₃ = 15 л, при НК = 10 мм – В_З = 30 л, а при НК = 80 мм – B_З= -15 л;

при применении гравия вместо щебня с той же наибольшей крупностью В₃= -15 л;
если берут мелкий песок, то В_З= 10-20 л;
при расходе цемента свыше 450 кг/м3 В_З = 10-15 л;

при использовании пуццоланового цемента В_З = 15-20 л

Вид смеси – жёсткая

Величина удобоукладываемости - 20 с

Величина коэффициента К=0,9

Величина поправки B₃ = 15 л

StudFiles.ru

10.6. Определение влияния водоцементного отношения на прочность бетона

Основные предпосылки

Водоцементное отношение является одним из главных факторов, определяющих прочность бетона. Общая закономерность зависимостиизвестна: с увеличениемпрочность бетона снижается. Однако для подбора составов бетона ее необходимо уточнять эмпирическим путем.

Основная аппаратура

Приборы и приспособления, предусмотренные в п.п. 9.7 и 10.2.

Проведение испытания

Для получения уточненного графика зависимости производят пробные замесы, изготовляют и испытывают образцы (п. 10.2).

Эту работу целесообразно совместить с определением влияния на удобоукладываемость бетонной смеси. Установив показатель удобоукладываемости (п. 9.7), из бетонных смесей с различными значениями водоцементного отношения изготавливают образцы, которые затем в требуемом возрасте испытывают на сжатие. Если испытание выполнялось в промежуточном возрасте, то результат приводят к значению прочности в возрасте 28 сут по формуле

где R_b_,_n – сопротивление бетона сжатию в возрасте n суток при n>3.

Полученные результаты определения прочности бетона используют для построения графика зависимости /

В заключение в соответствии с указаниями п. 10.1 определяют класс бетона по прочности для каждого испытанного состава.

11. Изучение методов интенсификации твердения бетона

Основные сведения к лабораторной работе

Для существенного повышения прочности цементных бетонов в раннем возрасте (1-3 сут) применяются различные способы интенсификации их твердения:

химические (использование добавок-ускорителей твердения);

тепловые (пропаривание и электропрогрев);

механические (сухое или мокрое домалывание цемента с добавкой гипса 2-5 % от массы цемента).

Наилучшие результаты достигаются при использовании комплекса ускоряющих способов: тепловой обработки, домола цемента и применения добавки-ускорителя твердения.

Строительными нормами предусматривается включение следующих химических добавок: сульфата натрия (СН), нитрата натрия (НН₁), хлорида кальция (ХК), нитрата кальция (НК), нитрит-нитрата кальция (ННК) и нитрит-нитрата-хлорида кальция (ННХК). Оптимальные дозировки приведены в табл. 11.1.

Таблица 11.1.

Рекомендуемые дозировки химических добавок

Вид цемента

М_w/М_с

Содержание добавок, % от расхода цемента

СН, ХК

НК, ННХК

ННК, НН₁

Портландцемент

БТЦ, сульфатостойкий ПЦ

Шлакопортландцемент, пуццолановый ПЦ

Пластифицированный и гидрофобный ПЦ

0,35-0,55

0,55-0,75

0,35-0,55

0,55-0,75

1,0-1,5

0,5-1,0

1,5-2,0

1,0-1,5

1,5-2,5

1,0-2,0

2,0-3,0

1,5-2,5

2,5

2,0

2,5

3,0

Интенсифицирующее действие этих солей-электролитов объясняется их способностью активизировать различные физико-химические процессы твердения цемента, в частности, его гидратацию.

Для тепловой обработки бетона сборных железобетонных изделий и конструкций наиболее широкое применение получило пропаривание. Его осуществляют в камерах, где за счет подачи насыщенного водяного пара создаются при атмосферном давлении повышенная температура t = 80 ÷900 С и высокая влажность φ_а = 95÷100 %. В таких условиях значительно повышается скорость химических реакций гидратации цемента.

На эффективность твердения бетона большое влияние оказывает режим его пропаривания, который характеризуется длительностью и температурой последовательных стадий процесса: ее повышением, изотермическим прогревом и охлаждением бетона. Примерный лабораторный режим пропаривания в условиях учебного процесса показан на рис. 11.1.

Домол цемента, значительно повышающий его удельную поверхность, производится в шаровых мельницах, вибромельницах, бегунах и других устройствах. Цемент с более развитой поверхностью зерен твердеет интенсивнее, так как после затворения водой больший объем его вещества подвергается гидратации за единицу времени. Значение удельной поверхности цемента определяется по п. 6.2.

В лабораторной работе изучаются методы интенсификации твердения бетона, и оценивается эффективность их применения.

Рис. 11.1. Примерный график пропаривания бетона:

1 – подъем температуры; 2 – изотермический прогрев; 3 - охлаждение

StudFiles.ru

Часть №1. Проектирование состава тяжелого цементобетона

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

Уральский государственный лесотехнический Университет

Кафедра транспорта и дорожного строительства

Курсовая работа

Тема «Расчет состава тяжелого бетона»

Вариант №15

Выполнил: Фукс Д.Е.

Шифр: 31178

Специальность: 270800.62

Срок обучения: 3.5 года

Екатеринбург 2014 г.

В качестве мелких и крупных заполнителей следует применять песок, щебень из природного камня, гравий и щебень из гравия, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 10268-80.

ГОСТ 10268-80 допускает для приготовления бетона в зависимости от класса (марки) его прочности на сжатие применение практически любых природных песков с модулем крупности от 1,0 до 3,5 (ГОСТ 8736-85), удовлетворяющих требованиям стандартов по другим показателям (содержание пылевидных и глинистых частиц и т. д.).

Назначение материала: однослойное дорожное покрытия

Класс бетона: В=22 МПа

Коэффициент вариации, С 5%

Удобоукладываемость ОК 1 см

Объём Б/см: 600 л

Цемент:

Rц=40МПа

рц=3,0 г/см3

рцнас=1,1 г/см3

Песок речной:

рп =2,4 г/см3

рнас=1,5 г/см3

Мкр=1,5

W=4%

Щебень:

рщ=2,7г/см3

рщнас=1,8г/см3

НКЗ= 40 мм

W=1,0%

Средняя (расчетная) прочность бетона

Прочность бетона характеризуется классами. Между классом бетона В и его средней кубиковой прочностью R, принимаемой за расчетную, имеется зависимость:

R=B/(1-t*С)

где t - коэффициент, характеризующий принятую обеспеченность класса бетона.

t- 1,645;

С- коэффициент вариации прочности бетона, %.

По формуле определяем класс бетона:

R = B/(1 t*С) = 22/0,1(1 - 1,645*0,05) = 240 кг/см2

По графику В.П.Сизова, определяют расчетную прочность бетона (марку). Принимаем марку бетона М250, с учетом корректировки.

Определение водоцементного отношения

В/ц=A*Rц/(Rб+ 0,5*A*Rц)

где А (А1) — коэффициент качества заполнителя

Коэффициенты, зависящие от качества заполнителей

Качество заполнителей	А	А1
Высокое	0,65	0,43
Среднее	0,6	0,4
Низкое	0,55	0,37

В/ц=0,65*400/(250+0,5*0,65*400 )= 0,68

Определение расхода воды по графику Миронова

Для приготовления бетонных смесей и поливки уложенного бетона применяют питьевую или любую природную воду, не содержащую вредных примесей, препятствующих нормальному схватыванию и твердению бетона. К вредным примесям относятся сульфаты, минеральные и органические кислоты, жиры, сахар и др. Вода считается пригодной для затворения бетонной смеси, если общее содержание в ней солей не превышает 5000 мг/л, содержание сульфатов (сернокислого кальция, натрия или магния) менее 2700 мг/л и водородный показатель рН более 4.

Морскую воду, если она удовлетворяет указанным выше требованиям, разрешается применять для затворения и поливки бетона. Промышленные, сточные и болотные воды, содержащие вредные примеси, для затворения и поливки бетона не пригодны.

Пригодность воды для бетона устанавливается химическим анализом, а также сравнительными испытаниями бетонных образцов на прочность. Вода считается пригодной для затворения бетона, если приготовленные на ней образцы бетона в возрасте 28 сут. нормального твердения имеют не меньшую прочность, чем образцы бетона на чистой питьевой воде.

В=150+10(Щ)±(П)

В=150+10(Щ)+5(П)=165 л

StudFiles.ru

10.7. Определение влияния водоцементного отношения на удобоукладываемость и связность бетонной смеси

Основные предпосылки

Водоцементное отношение является важнейшим фактором, влияющим на различные свойства бетонной смеси и бетона (удобоукладываемость, связность, прочность и др.). При определении их зависимости от водоцементного отношения необходимо учитывать закон постоянства водопотребности бетонных смесей и, следуя ему, изменять значения в составах бетона за счет изменения расхода воды, сохраняя расходы других компонентов. Кроме того, для корректности опытов следует исключить влияние на эти свойства других факторов: качества компонентов, тщательности перемешивания смесей, продолжительности выполнения работы, температурно-влажностных условий в помещении и т.д.

Основная аппаратура

Металлический поддон, два мастерка и другая аппаратура по пп. 10.2-10.6.

Проведение испытания

Работу начинают с производства пробных замесов. Их число определяется количеством результатов, необходимых для получения требуемой зависимости (обычно не менее трех).

Для проведения замесов назначают состав бетона. Учитывая связь этой работы с §11, рекомендуется применять состав в частях по массе 1:2:3. Водоцементное отношение варьируется в требуемых пределах по количеству замесов. Обычно принимают ,и.

Расходы материалов на замесы определяют расчетом исходя из требуемого объема замеса V_mix, который должен не менее чем на 10% превышать суммарный объем изготовляемых из него образцов и проб для контроля свойств бетонной смеси (в наших замесах обычноV_mix=7-8 дм3).

Для расчета расхода материалов на пробный замес определяют ориентировочное значение массы бетонной смеси в замесе

где - ориентировочная средняя плотность свежеуложенного бетона, принимаемая для бетона на гранитном щебне равной 2450 кг/м3, а на известняковом – 2350 кг/м3.

Расход цемента составляет

где xиy– количество частей соответственно песка и щебня в принятом составе бетона;

- среднее значение водоцементного отношения в ряду назначенных для опыта вариантов.

Расходы песка m_s, щебняm_gи водыm_wвычисляют по формулам

;и.

Замес готовят в предварительно увлажненном поддоне, дозируя материалы с погрешностью не более 1%. Взвесив песок и цемент, их последовательно засыпают в поддон и перемешивают в течение 1 мин. Далее дозируют щебень по фракциям, содержание которых принимают по результатам лабораторной работы «Испытание плотного крупного заполнителя». При перемешивании сухих компонентов в замес постепенно вводят назначенное по расчету количество воды, которое допускается несколько изменять, визуально контролируя удобоукладываемость и структуру бетонной смеси. По окончании дозирования все компоненты интенсивно перемешивают 5 мин вручную или в лабораторном бетоносмесителе в соответствии с требованиями ГОСТ 7473-85 (60-100 с).

Определение показателей удобоукладываемости и связности производят в соответствии с указаниями пп. 10.2-10.4. Используя результаты испытаний, строят графики зависимостей

;или

В заключение оценивают результаты испытаний и описывают полученную общую закономерность изменения свойств бетонной смеси в зависимости от водоцементного отношения.

StudFiles.ru