I часть. Группы древесных пород 6 страница
2. Что представляют собой ПАВы к вяжущим веществам?
1. Минеральные тонкодисперсные порошки, способствующие пластификации растворных и бетонных смесей.
2. Углеводороды с дифильными молекулами, имеющие гидрофильную полярную группу и гидрофобный углеводородный радикал.
3. Растворы электролитов, ускоряющие или замедляющие твердение вяжущих веществ.
4. Щелочные (сульфатные) активизаторы гидравлической активности вяжущих веществ.
3. Какие ПАВы обеспечивают сохранение активности вяжущих веществ при длительном хранении?
1. Гидрофильного типа. 2. Воздухововлекающие.
3. Замедлители схватывания и твердения. 4. Гидрофобного действия.
4. На чем основан эффект пластификации растворных и бетонных смесей добавкой ЛСТ?
1. Молекулы ЛСТ адсорбируются на зернах вяжущего вещества и улучшают смачиваемость их поверхности, что приводит к увеличению дозировки воды при затворении и повышает пластичность смеси.
2. Молекулы ЛСТ адсорбируются на зернах вяжущего вещества и удерживают около их поверхности слои молекул воды, которые проявляют «смазочный» эффект, уменьшают трение между частичками и повышают пластичность смеси.
3. Молекулы ЛСТ снижают вязкость и поверхностное натяжение воды, способствуют воздухововлечению, что пластифицирует смесь.
4. Молекулы воды равномерно распределены в объеме воды затворения и снижают ее вязкость, что пластифицирует смесь.
5. Какими способами лучше вводить добавки ПАВ в бетонные смеси?
1. При помоле вяжущих веществ или в виде водного раствора совместно с водой затворения.
2. В момент укладки и уплотнения бетонной смеси.
3. В сухом виде при перемешивании бетонных смесей.
4. Совместно с мелким заполнителем, предварительно обработанным раствором добавки.
6. Какое количество олеиновой кислоты следует считать оптимальным для надежной гидрофобизации цемента?
1. Такое количество, при котором отдельные молекулы этой добавки адсорбированы частицами цемента и отталкивают от них молекулы воды.
2. Такое количество, при котором создаются плотные мономолекулярные слои этой добавки на поверхности частиц цемента, гидрофобизирующие цемент.
3. Такое количество, при котором молекулы этой добавки покрывают частицы цемента в несколько слоев и обеспечивают его гидрофобизацию.
4. Такое количество, при котором невозможна гидратация цемента при затворении его водой.
7. Следует ли учитывать воду, в которой растворен ЛСТ, при подсчете нормальной густоты пластифицированного гипсового теста?
1. Следует, вычитая ее количество из общего объема воды затворения.
2. Следует, добавляя ее количество к общему объему воды затворения.
3. Не следует, так как добавка пластифицирует тесто и изменяет его нормальную густоту.
4. Не следует, так как нормальная густота гипсового теста устанавливается без учета добавки.
8. Как влияет присутствие молекул гидрофильной добавки на сроки схватывания вяжущих?
1. Увеличивают Нсхв и сокращают Ксхв теста.
2. Ускоряют сроки схватывания и твердения.
3. Замедляют сроки схватывания и твердения.
4. Присутствие молекул гидрофильной добавки не влияет на сроки схватывания вяжущих веществ.
Лабораторная работа № 7
СТРОИТЕЛЬНЫЕ РАСТВОРЫ
Общие сведения
Строительный раствор – искусственный каменный материал, получаемый в результате твердения смеси вяжущего вещества, воды, мелкого заполнителя и добавок, регулирующих свойства строительных растворных смесей и растворов. Данная смесь до начала схватывания вяжущего вещества называется строительной растворной смесью.
Строительные растворы относятся к композиционным каменным материалам, как и бетоны, только в них отсутствует крупный заполнитель. Рассматривая строительный раствор как мелкозернистый бетон, следует помнить, что растворы отличаются большей удельной поверхностью заполнителей, растворные смеси укладываются тонким слоем без значительного уплотнения и, как правило, на пористое основание, способное отсасывать воду из них. Чтобы обеспечить однородность, пластичность и водоудерживающую способность растворной смеси при минимально возможном расходе вяжущего вещества применяют пластификаторы. Необходимо учитывать, что избыточное количество вяжущего вещества и пластификатора увеличивает его водопотребность и усадку при твердении.
Растворные смеси с малой водоудерживающей способностью склонны к расслоению, что нарушает однородность смеси и понижает прочность раствора. Лучший состав и качество смеси достигаются когда пустоты в песке заполнены тестом из вяжущего вещества, воды и добавок, а поверхность зерен песка покрыта тонким слоем этого теста.
Классифицируют строительные растворы по плотности (тяжелые с плотностью 1500 кг/м3 и легкие с плотностью < 1500 кг/м3); по виду вяжущего (цементные, известковые, гипсовые, смешанные) и по назначению (кладочные, отделочные и специальные).
Кладочные строительные растворы предназначены для надежного соединения между собой отдельных элементов кладки, равномерного распределения нагрузки в ней и монтажа стен из панелей и блоков. Цементные растворы применяют для работы во влажных условиях. Цементно-известковые и цементно-глиняные растворы используются как в подземных, так и наземных частях зданий и сооружений. Известковые растворы используются в надземных частях зданий с небольшими нагрузками. Кладочные растворные смеси и растворы должны обладать удобоукладываемостью, водоудерживающей способностью, прочностью.
Удобоукладываемость – способность растворной смеси распределяться на основании тонким однородным слоем, прочно сцепляющимся с поверхностью. Характеризуется подвижностью, которая определяется по глубине погружения конуса в исследуемую растворную смесь.
Водоудерживающая способность – способность растворной смеси не расслаиваться при транспортировании и сохранять достаточное количество воды в тонком слое смеси, уложенной на пористое основание.
Прочность при сжатии. На прочность кладочного раствора, работающего на плотном основании, влияют те же факторы, что и для бетонов, т.е. активность вяжущего Rц и Ц/В согласно закону прочности раствора
Rp = 0,4 Rц (Ц/В – 0,3).
Прочность растворов, уложенных на пористое основание, повышается примерно в 1,5 раза за счет снижения количества воды в растворной смеси, связанной с ее поглощением пористым основанием. Растворная смесь уплотняется, а прочность раствора повышается по сравнению с раствором, уложенным на плотное основание. В смеси устанавливается постоянное водоцементное отношение.
Прочность раствора Rр (МПа), работающего на пористом основании, определяется в зависимости от расхода вяжущего вещества Ц (т/м3), его активности Rц и крупности песка k
Rр = k · Rц (Ц – 0,05) + 4,
где k – коэффициент крупности песка, зависящий от качества песка: для крупного песка – 2,2; песка средней крупности – 1,8; мелкого песка – 1,4.
Установлены марки раствора по прочности М4, 10, 25, 50, 75, 100, 150, 200, 300. При возведении стен из панелей, крупных блоков в зимнее время марку строительного раствора повышают на одну ступень. При отрицательных температурах для сохранения жидкой фазы и продолжения реакции гидратации в состав строительного раствора вводят химические противоморозные добавки (поташ, нитрит натрия, хлористые соли и др.). Для монтажных растворов минимальная марка по прочности М100.
По морозостойкости кладочные растворы классифицируются на марки (F10, 15, 25, 35, 50, 100, 150, 200, 300).
Цель работы
Изучить основные свойства кладочных строительных растворных смесей и растворов, исследовать влияние на них некоторых видов пластификаторов.
Порядок выполнения работы
Каждое звено студентов подбирает состав смешанного кладочного строительного раствора, работающего на пористом основании, при заданных показателях подвижности и прочности.
Изучить влияние вида пластификатора на дозировку воды, водоудерживающую способность растворной смеси и прочность раствора. Определить прочность раствора. Оценить преимущества применения смешанных строительных растворов.
Дежурное звено готовит простую растворную смесь из цемента и песка, доливая воду в смесь до получения проектной подвижности, после чего производит оценку расслаиваемости и водоудерживающей способности. Другие звенья оценивают свойства растворной смеси и раствора, в которых используется пластификатор. В качестве таких пластификаторов применяются известковое или глиняное тесто с показателем подвижности 13…14 см, а также 2 %-ный раствор ЛСТ, дозируя его в количестве 0,2 % от массы цемента в пересчете на сухое вещество.
Методы испытаний
1. Определение подвижности растворной смеси
По рассчитанному или выданному преподавателем составу раствора каждое звено готовит растворные смеси для кладочных или штукатурных растворов. В сферическую чашу для затворения, дно которой предварительно протирают влажной тканью, высыпают необходимое количество песка. В песке лопаткой делают лунку, в которую высыпают необходимое количество вяжущего вещества. В течение 1 минуты песок и вяжущее вещество перемешивают до получения однородной массы, в результате чего получается сухая смесь – гарцовка. В случае приготовления смешанного раствора операцию повторяют с введением соответствующего компонента. В гарцовке лопаткой делают лунку, заливают ее отмеренным количеством воды, и смесь хорошо перемешивают.
Определение подвижности растворной смеси производят с использованием прибора, схема которого представлена на рис. 20.
Рис. 20. Прибор для определения подвижности смеси: 1 – ведро, 2 – конус, 3 – винт, 4 – шкала, 5 – штанга, 6 – стойка, 7 – зажимы, 8 – смесь
Тщательно перемешанная смесь лопаткой переносится в коническое ведро таким образом, чтобы она на 2…3 см не доходила до краев. Стальным стержнем диаметром 10 мм смесь штыкуют до дна 25 раз. Пятью-шестью легкими ударами ведра смесь разравнивают. Затем сразу же ведро с растворной смесью помещают под острие эталонного конуса, который подводят до соприкосновения с растворной смесью. Стопорным винтом конус фиксируют в этом положении и по шкале прибора берут отсчет в см. Затем стопорный винт отпускают, эталонный конус массой 300 г опускают в растворную смесь. Через 30 с по шкале прибора берут отсчет. Разность показаний прибора дает подвижность растворной смеси по осадке конуса (ОК). Если подвижность смеси ниже требуемой, то ее корректируют добавлением воды. Если подвижность смеси выше требуемой, то производят корректировку добавлением сухих компонентов в соответствующих соотношениях.
Водовяжущее отношение смеси (В/В) определяют по формуле
В/В = m1/m2,
где В/В – водовяжущее отношение в относительных долях; m1 – масса воды, г; m2 – масса вяжущего вещества, г.
В случае необходимости (для смешанных растворов) определяют водотвердое отношение В/Т, по данной формуле, где m2 – масса всех твердых компонентов смеси, г.
2. Определение плотности растворной смеси
Растворной смесью наполняют с избытком цилиндрический сосуд емкостью 1 л. Перед испытанием сосуд предварительно взвешивают с погрешностью 2 г. Смесь уплотняют штыкованием стальным стержнем диаметром 12 мм 25 раз и пятью-шестью легкими ударами сосуда о стол. После уплотнения избыток смеси срезают. Стенки мерного сосуда очищают и сосуд взвешивают.
Плотность растворной смеси вычисляют по формуле
= (m2 – m1)/1000,
где – плотность растворной смеси, г\см3; m2 и m1 – масса мерного сосуда соответственно с растворной смесью и без нее, г; 1000 – объем цилиндра, см3.
Плотность растворной смеси определяют как среднее арифметическое двух результатов испытаний смеси, взятой из одной пробы и отличающиеся между собой не более чем на 5 % от меньшего значения.
3. Определение расслаиваемости растворной смеси
Растворную смесь укладывают и уплотняют в форме для контрольных образцов-кубов с размером ребра 150 мм. После этого уплотненную смесь в форме подвергают вибрированию на виброплощадке в течение 1 мин. Верхний слой высотой 75 мм отбирают из формы на противень, а нижнюю часть выгружают из формы путем опрокидывания на второй противень. Отобранные пробы растворной смеси взвешивают с погрешностью 2 г и подвергают мокрому рассеву на сите с отверстиями 0,16 мм. При мокром рассеве отдельные части пробы, уложенные на сито, промывают струей чистой воды до полного удаления вяжущего вещества. Промывку считают законченной, если из сита вытекает чистая вода.
Отмытые порции заполнителя переносят на чистый противень, высушивают до постоянной массы и взвешивают с погрешностью 2 г.
Содержание заполнителя V в верхней или нижней части уплотненной растворной смеси определяют по формуле
V = m1/m2.100 %, )
где m1 – масса отмытого высушенного заполнителя из верхней (нижней) части смеси, г; m2 – масса растворной смеси, отобранной из верхней (нижней) части смеси, г.
Расслаиваемость растворной смеси П определяется по формуле
П = V/V.100 %,
где V – абсолютная величина разности между содержанием заполнителя в верхней и нижней частях смеси по объему, %; V – суммарное содержание заполнителя верхней и нижней частей смеси, %.
Величину П для каждой пробы растворной смеси определяют дважды и вычисляют как среднее арифметическое двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения. При большем расхождении результатов определение повторяют на новой пробе растворной смеси.
4. Определение водоудерживающей способности
Водоудерживающая способность растворной смеси определяется на приборе, схема которого представлена на рис. 21.
Перед испытанием 10 листов промокательной бумаги взвешивают с погрешностью 0,1 г, укладывают на стеклянную пластинку, сверху укладывают прокладку из марлевой ткани, устанавливают металлическое кольцо и еще раз взвешивают. Тщательно перемешанную растворную смесь укладывают вровень с краями металлического кольца, выравнивают, взвешивают и оставляют на 10 мин. Металлическое кольцо с растворной смесью осторожно снимают вместе с марлей. Промокательную бумагу взвешивают с погрешностью 0,1 г.
 |
Рис. 21. Схема прибора для определения водоудерживающей способности
растворной смеси
Водоудерживающая способность растворной смеси V определяют в процентах содержанием воды в пробе до и после опыта по формуле
m2 – m1
V = (100 – ----------- ).100,
m4 – m3
где m1 – масса промокательной бумаги до испытания, г; m2 – масса промокательной бумаги после испытания, г; m3 – масса установки без растворной смеси, г; m4 – масса установки с растворной смесью, г.
Водоудерживающая способность растворной смеси определяется дважды для каждой пробы растворной смеси и вычисляется как среднее арифметическое результатов двух определений, отличающихся между собой не более чем на 20 % от меньшего значения.
5. Определение средней плотности раствора
Плотность раствора определяют испытанием образцов-кубов с размером ребра 70 мм, изготовленных из растворной смеси рабочего состава. При производственном контроле плотность раствора определяют испытанием образцов, предназначенных для определения прочности раствора. Образцы изготовляют и испытывают сериями. Серия должна состоять из трех образцов. Объем образцов V вычисляют по их геометрическим размерам, определенных с погрешностью 0,1 мм. Масса образцов m определяется с погрешностью 0,1 г.
Плотность образцов раствора вычисляется с погрешностью 10 кг/м3 по формуле
= m/V .1000.
Плотность раствора серии образцов вычисляют как среднее арифметическое результатов испытания всех образцов серии.
6. Определение марки строительного раствора
Марка строительного раствора определяется путем испытания образцов-кубов с размером ребра 70 мм или половинок балочек 4х4х16 см в возрасте 28 суток. В зависимости от условий работы раствора образцы изготовляют как на плотном, так и на пористом основании. Если раствор работает на плотном основании, то при изготовлении образцов собранную и смазанную машинным маслом форму заполняют растворной смесью в два слоя высотой по 4 см каждый. Уплотнение слоев растворной смеси в каждом отделении формы производят 12 нажимами шпателя (шестью вдоль одной стороны и шестью в перпендикулярном направлениях). Избыток смеси срезают ножом, смоченным водой вровень с краями формы и заглаживают поверхность.
Если раствор работает на пористом основании, то при изготовлении образцов применяют металлическую форму без дна, которую предварительно устанавливают на кирпич, поверхность которого покрыта газетной бумагой. Все отделения формы заполняют растворной смесью за один прием с некоторым избытком, затем уплотняют ее 25 нажимами стального стержня диаметром 10…12 мм, избыток смеси срезают и заглаживают поверхность.
Образцы, изготовленные из растворных смесей на гидравлических вяжущих веществах, выдерживают в формах в камере нормального твердения. Образцы, изготовленные из растворных смесей на воздушных вяжущих веществах – в помещении при температуре 18…27 оС и относительной влажности воздуха 55…75 %. Время нахождения образцов в данных условиях 22…26 часов.
После распалубки образцы хранят в тех же условиях до момента испытания. Марочная прочность раствора определяется в возрасте 28 суток. Но по условиям учебного процесса образцы можно испытывать и в другие сроки. При этом для приведения полученных результатов к марочной прочности полученные значения прочности умножают на переводные коэффициенты, приведенные в табл. 20.
Таблица 20
Переводные коэффициенты для определения марки (прочности) раствора
| Возраст, сутки | ||||||
| Коэффициент | 3,03 | 1.82 | 1,25 | 1.00 | 0,83 | 0,77 |
7. Приготовление штукатурных растворов
К штукатурным растворам не предъявляются требования по прочности, так как они не несут какой-либо нагрузки, кроме собственной массы. Штукатурные растворы состоят из нескольких слоев в зависимости от их назначения.
Первый подготовительный слой (обрызг) наносится на смоченную поверхность толщиной 5 мм на каменных, бетонных и кирпичных основаниях и не более 9 мм на деревянных основаниях.
Второй слой (грунт) наносится набрасыванием на схватившийся обрызг. Грунт может состоять из нескольких слоев, второй и последующий слои наносят намазыванием. Подвижность смесей для нанесения грунта 7…8 см. Толщина слое зависит от вида вяжущего вещества: у цементов – не более 10 мм, у известкового и гипсового – до 20 мм. Последний слой грунта наносят особенно тщательно.
Третий слой (накрывка) наносится на схватившийся грунт и, если он пересох, то его смачивают водой. Накрывку набрасывают или намазывают, Подвижность смесей для нанесения накрывки 7…8 см для растворных смесей, не содержащих гипсовых вяжущих веществ и 9…12 см для растворных смесей, содержащих гипсовые вяжущие вещества.
Штукатурные растворы должны иметь хорошее сцепление с оштукатуриваемой поверхностью. Для простейшей проверки на сцепление кирпич кладут в воду на 5…7 мин. Насыщенный водой кирпич укладывают плашмя на горизонтальную поверхность и вокруг него укладывают рамку высотой на 2 см выше верхней поверхности кирпича. В рамку укладывают растворную смесь, штыкуют ее металлическим стержнем диаметром 10…12 мм 25 раз. Избыток растворной смеси и рамку удаляют, кирпич переворачивают на тычок кирпича и наблюдают за смесью. Если через 5 мин она не будет сползать, то кирпич переворачивают на другой тычок кирпича и выдерживают еще 5 мин.
У штукатурных растворных смесей определяют ее жирность. Для этого в течение 1-2 мин смесь перемешивают палкой или веслом и наблюдают степень прилипания. Тощая смесь почти не прилипает к палке или веслу (рис. 22а), смесь нормальной жирности прилипает в отдельных местах (рис. 22б), большое количество прилипшей смеси указывает на то, что смесь жирная (рис. 22в).
Рис. 22. Определение жирности растворной смеси
Для обеспечения более прочного сцепления растворной смеси поверхность очищают от пыли и грязи. Особенно выбирают швы, насекают, срубают отдельные наплывы, удаляют смолы, масла и краски.
Для получения декоративных растворов применяют белый цемент или цветные цементы, разноцветные заполнители и пигменты. При нанесении декоративных отделочных растворов проявляется индивидуальное творчество студентов. Декоративные растворы по фактуре делятся на грубые, средние и тонкие. Грубые фактуры создаются острием кельмы, лопаткой-совком, шпателем. Средние фактуры создаются с помощью штриховой щетки, циркулярного или прямоугольного шаблонов, синтетической губки, разглаживанием кельмой и деревянным мастерком, ударом острием кельмы. Тонкие фактуры создаются с помощью металлического шаблона путем вдавливания с последующим заглаживанием, обрызгом водой, скоблением кельмой. Для повышения декоративности в состав отделочных растворных смесей вносят слюду, дробленое стекло и другие материалы.
Контрольные вопросы
1. Что входит в состав строительной растворной смеси?
1. Вяжущее вещество и вода. 2. Смесь глины, извести, цемента и воды.
3. Смесь глины, песка и гравия, затворяемая водой.
4. Однородная смесь вяжущего вещества с песком, добавками и водой.
2. Почему в состав строительного раствора не вводится крупный заполнитель?
1. Крупный заполнитель повышает усадку растворной смеси.
2. Строительный раствор применяют в виде тонких слоев.
3. Крупный заполнитель ухудшает коррозионную стойкость раствора.
4. Крупный заполнитель повышает стоимость строительного раствора.
3. От чего в большей степени зависит подвижность растворных смесей?
1. От крупности песка. 2. От количества песка.
3. От количества воды. 4. От времени перемешивания смеси.
4. Что влияет на прочность, кладочного раствора, работающего на плотном основании?
1. Прочность основания. 2. Прочность заполнителя
3. Вид цемента. 4. Активность вяжущего и пористость.
5. Почему в формулу прочности раствора, работающего на пористом основании, не входит водоцементное отношение?
1. В растворе, работающем на пористом основании отсутствует цемент.
2. В растворе, работающем на пористом основании устанавливается постоянное В/Ц из-за отсоса воды этим пористым основанием.
3. В растворе, работающем на пористом основании не контролируется количество воды.
4. В растворе, работающем на пористом основании не весь цемент участвует в реакции гидратации.
6. Как влияет количество введенного в растворную смесь неорганического пластификатора на прочность раствора?
1. С увеличением количества неорганического пластификатора прочность раствора возрастает.
2. С увеличением количества неорганического пластификатора прочность раствора понижается.
3. С увеличением количества неорганического пластификатора прочность раствора не меняется.
4. Для раствора определенного состава существует оптимальное количество добавки неорганического пластификатора, позволяющее получить наибольшую прочность.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Семеняк, Г.С. Материаловедение для архитекторов и дизайнеров: учебное пособие для самостоятельной работы студентов / Г.С. Семеняк. – Челябинск: Изд-во ЮУрГУ, 2008 – 168 с.
2. ГОСТ 125. Вяжущие гипсовые. Технические условия.
3. ГОСТ 310. Цементы. Методы испытаний.
4. ГОСТ 530. Кирпич и камни керамические. Технические условия.
5. ГОСТ 2140. Пороки древесины. Классификация, термины и определения, способы измерения.
7. ГОСТ 5802. Растворы строительные. Методы испытания.
8. ГОСТ 6139. Песок стандартный для испытаний цемента. Технические условия.
9. ГОСТ 6427. Материалы стеновые и облицовочные. Методы определения плотности.
10. ГОСТ 8.417. ГСИ. Единицы физических величин.
11. ГОСТ 8462. Материалы стеновые и облицовочные. Методы определения предела прочности при сжатии и изгибе.
12. ГОСТ 8735. Песок для строительных работ. Методы испытаний.
13. ГОСТ 8736. Песок для строительных работ. Технические условия.
14. ГОСТ 11830. Строительные материалы. Нормы точного взвешивания.
15. ГОСТ 16483.0. Древесина. Общие требования к физико-механическим испытаниям
16. ГОСТ 23732. Вода для бетонов и растворов. Технические условия.
17. ГОСТ 28013. Растворы строительные. Общие технические условия.
18. СН 528-80. Перечень единиц физических величин, подлежащих применению в строительстве. – М.: Стройиздат, 1981.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Определитель основных пород древесины по внешним признакам
I часть. Группы древесных пород
А. Годичные слои хорошо заметны у всех пород. Сосудов нет. Сердцевинные лучи не видны. Древесина имеет смоляные ходы хвойные породы.
Б. Годичные слои из-за разницы в строении ранней и поздней древесины хорошо заметны. Расположенные в ранней зоне годичных слоев крупные сосуды образуют на торцевом разрезе сплошное кольцо отверстий, хорошо видимое невооруженным глазом. В плотной темной зоне заметны скопления мелких сосудов и паренхимных клеток в виде светлых радиальных полосок, волнистых линий вдоль границы годичных слоев, отдельных черточек или точек. У большинства пород видны сердцевинные лучи, все породы ядровые . . . . . . . . . . . . . . . . кольцесосудистые лиственные породы.
В. Годичные слои у большинства пород видны плохо. Сосуды, если они заметны, на торцевом разрезе не образуют сплошного кольца. Поздняя древесина годичного слоя не имеет рисунка. У некоторых пород видны сердцевинные лучи . . . . . . . . . . рассеянно сосудистые лиственные породы.