Л А Б О Р А Т О Р Н А Р О Б О Т А № 22
Визначення границі міцності під час стиску і згину
зразків-балочок, виготовлених з цементних розчинів
згідно стандарту.
Мета роботи: визначити границю міцності при час стиску і згину зраз-
ків-балочок та зробити висновок про відповідність щодо
марки цементу.
Обладнання: сито із сіткою № 008, чаша сталева сферичної форми. скля-
ний мірний циліндр, лопатка для ручного перемішування
тіста, мішалка для перемішування цементного розчину, вага,
струшуючий столик, форма-конус, штиковка, форми для ви-
готовлення зразків-балочок, насадка для форм, вібраційна пло-
щадка, прилад для випробування зразків-балочок при згині,
прес, пластини для передачі навантаження, портландцемент.
Х І Д Р О Б О Т И .
А. Визначення консистенції цементного розчину.
1. Для визначення консистенції цементного розчину роблять наважки: 1500г. нормального піску ( згідно ГОСТу ) та 500 г. портландцементу.
2. Висипають наважки у протерту вологою тканиною сферичну чашу, лопаткою перемішують цемент з піском протягом 1 хвилинию.
3. У центрі сухої цементно-піщаної суміші роблять лунку, вливають в неї воду у кількості 200г . ( В /Ц = 0.4 ).
4. Через 0.5 хвилини після затворення, коли суміш вбере воду, її перемішують лопаткою протягом 1 хвилини.
5. Цементно-піщаний розчин переносять у протерту вологою тканиною мішалку, в якій перемішують розчин протягом 2.5 хвилини ( 20 обертів чаші мішалки ). При відсутності мішалки перемішування проводять лопаткою протягом 5 хвилин.
6. Форму-конус, попередньо протерту вологою тканиною, встановлюють у центрі диску струшуючого столика.
7. Після закінчення перемішування, цементно-піщаним розчином заповнюють форму-конус на половину висоти та ущільнюють штикуванням металевою штиковкою 15 раз. Потім заповнюють конус цементно-піщаним розчином з невеликим надлишком і штикують 10 разів. Надлишок після штикування зрізають ножем, конус знімають у вертикальному напрямі.
8. Цементно-піщаний розчин струшують на столику 30 разів за 30 секунд, після чого виміряють діаметр конусу по нижній основі у двох паралельних напрямках та беруть середнє значення.
Розпливання конуса при В/Ц = 0.4 повинен бути в межах 106...115мм.
Якщо розпливання виявиться меншим за 106 мм., то кількість води збільшують. Якщо розпливання більше 115 мм., то кількість води зменшують, щоб отримати необхідне значення розпливання конуса.
Орієнтовно кількість води для затворення В , у відсотках , для отримання розчину стандартної консистенції визначаємо за формулою:
В = НГ / 4
де: НГ - попередньо визначена нормальна густота цементного тіста, %.
9. Із отриманого цементно-піщаного розчину стандартної консистенції фор - муємо зразки-балочки ( 40×40×160 мм ) для визначення границі міцності при згині та стиску.
Б. Виготовлення зразків-балочок із цементного розчину.
1. Перед виготовленням зразків внутрішню поверхню форми злегка змащу-
ємо мастилом. На форму встановлюють насадку та промащують зовні
густим мастилом стик між формою та насадкою.
2. Для ущільнення розчину форму з насадкою розміщують та закріпляють у центрі віброплощадки.
3. Форму наповнюють розчином на висоту приблизно 1 см та включають віброплощадку. Протягом перших 2 хвилин вібрації всі три відсіки форми рівномірно наповнюють розчином невеликими порціями.
4. Через 3 хвилини від початку вібрації віброплощадку виключають, форму знімають та зрізають ножем, змоченим у воді, надлишок розчину. загладжують поверхню зразків нарівні з краями форми та маркірують їх.
5. Після виготовлення зразки зберігають 24 години у ванні з гідравлічним затвором.
6. Через 24 години зразки обережно розформовують і викладають у ванну з водою у горизонтальному положенні так, щоб вони не дотикалися один до одного. Рівень води над зразками повинен перевищувати рівень зразків не менше ніж на 2 см. Воду у ванні змінюють через 14 діб. Температура води у ванні повинна бути 20±2о С.
7. Після закінчення терміну зберігання - через 28 діб - зразки виймають з води, насухо їх протирають і не пізніше ніж через 30 хвилин випробовують.
8. Дані випробувань заносять у таблицю:
| № п/п | Показники | Результати | Вимоги ГОСТ 310.4 - 90 | ||
| 1. | Маса компонентів розчину: | ||||
| цементу, г. | |||||
| піску, г. | |||||
| води, г. | |||||
| 2. | Водоцементне відношення В/Ц | ||||
| 3. | Розпливання конусу, мм. | ||||
| 4. | Перемішування суміші: | ||||
| сухих компонентів, хв. | |||||
| з водою лопаткою, хв. | |||||
| в мішалці, хв. | |||||
| 5. | Ущільнення розчину на вібро- площадці, хв. | ||||
| 6. | Термін твердіння зразків, діб. |
В. Визначення границі міцності при згині та стиску.
1. Встановлюємо зразок-балочку на опорні елементи приладу для випробуван-
ня балочок на згин, таким чином щоб його горизонтальні при виготовлен-
ні поверхні знаходились у вертикальному положенні.
2. Включаємо прилад. Після руйнування зразка визначаємо границю міцності
при згині на лічильнику приладу в кгс/ см2 для одного зразка.
( 1кгс = 0.1 Мпа ).
3.Границю міцності при згині Rзгпортландцементу,якийвипробовується, ви-
значається як середнє арифметичне із двох найбільших результатів випро-
бування трьох зразків.
4.Отримані після випрбувань при згині шість половинок балочок зразу ви-
пробовують на стиск. Для цього половинку балочки встановлюють між двома спеціальними металевими пластинами таким чином, щоб бокові грані зразка знаходились на площинах пластинок.
5. Зразок разом з пластинами встановлюють в центрі опорної плити пресу.
Проводять навантаження на половинку балочки. Середня швидкість зрос-
тання навантаження повинна становити 2.0 ± 0.5 Мпа за секунду.
6. Границя міцності при стиску Rст зразка в Мпа, обчислюють по формулі:
Rст = 
де: Рст - руйнівне навантаження, Н;
F - площа пластинки, яка дорівнює 25 см2.
Границую міцності на стиск визначають як середнє арифметичне значення
чотирьох найбільших результатів після випробування на стиск шести по-
ловинок балочок.
7.Результати випробувань заносять у таблицю:
| Номер зразка | Вік зразка | Границя міцнос- ті при згині | Границя міцності при стиску | Марка цементу М | ||||
| Rзг МПа | Rзг (сер) МПа | Р, кгс ( Н ) | F, см2 (мм2) | Rст,МПа | Rц (сер) МПа | |||
| Примітка : 1 Н / мм2 = 1 МПа = 9.8 кгс/ см2 |
Отримані результати порівнюють зі стандартною міцністю цементу з даними таблиці і роблять висновки.
Міністерство освіти і науки України
НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
НАДВІРНЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ НТУ
Методичні вказівки до
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 23
Розрахунок складу цементобетону і підбір
матеріалів.
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселюк
Надвірна
Загальні відомості.
Розрахунок складу цементобетону полягає у визначенні оптимального кількісного співвідношення між щебенем, пісуом, цементом та водою, яке забезпечує отримання бетону із заданими будівельно – технічними властивостями ( міцністю, морозостійкістю, водонепроникністю ), та з визначеними показниками легкоукладальності – рухомості або жорсткості.
Склад бетону визначають у вигляді витрат складових матеріалів на 1м3 укладеної та ущільненої бетонної суміші. Одним з найбільш поширених методів розрахунку складу цементобетону є розрахунково – експериментальний метод абсолютних об’ємів, розроблений Б.Г.Скрамтаєвим та Ю.М.Баженовим.
Метод грунтується на тому, що сума абсолютних об’ємів усіх складових матеріалів дорівнює 1000 л. готової ущільненої бетонної суміші, тобто
Vщ + Vп + Vц + Vв = 1000,
де : Vщ, Vп, Vц та Vв - абсолютні об’єми відповідно щебеню, піску, цементу
та води.
Вихідними даними для розрахунку складу бетону є проектна марка бетону за міцністю Rб. Крім проектної марки можуть задаватися такі дані:
- марка бетону за морозостійкістю F або водонепроникністю W;
- призначення бетону, за яким визначається найбільша крупність ще-
беню HK;
- показник легкоукладальності бетонної суміші - її рухомість або жор-
сткість, яка залежить від способів ущільнення бетонної суміші.
Для розрахунку складу бетону визначають такі властивості складових матеріалів:
для цементу:
- активність цементу - Rц , МПа
- істинну густину - ρц , кг /м3 ;
- насипну густину - ρнц , кг /м3 .
для щебеню:
1. середню густину - ρщ , кг/ м3;
2. насипну густину - ρнщ , кг / м3 ;
3. пустотність - Vщ .
для піску :
- істинну густину - ρп , кг / м3;
- насипну густину - ρнп , кг / м3 ;
- модуль крупності - Мкр ;
- водопотребу - Вп , %.
Порядок розрахунку вмісту матеріалів:
1. Визначаємо водоцементне відношення В / Ц за формулою:
= 
;
де : А - коефіцієнт, який залежить від якості кам'яних матеріалів і прийма-
ють згідно таблиці № 2.
Знайдене водоцементне відношення порівнюють з гранично допустимим
для даної споруди , наприклад : для одношарового покриття і верхнього шару двошарового покриття В / Ц < 0.5 ; для нижнього шару двошарового покриття В / Ц < 0.6 ; для основ удосконалених покрить В / Ц не нормується. Якщо водоцементне відношення більше гранично допустимого, до розрахунку приймають гранично допустиме. Якщо менше, то до розрахунку приймаємо найдене по розрахунку.
2. Визначаємо розхід води в літрах на 1 м3 бетону згідно таблиці № 3, ( вра-
ховуючи примітки ), яка складена на основі залежності водопотреби бетонної
суміші від потрібної її рухомості та властивостей заповнювачів.
3. Після визначення витрати води та величини В / Ц розраховуємо витрату це-
менту з формули
Ц= 
.
Якщо витрати цементу на 1 м3 бетону будуть за розрахунками нижче
допустимих норм ( таблиця № 4 ) , тоді необхідно їх збільшити до норма-
тивних.
4. Визначаємо щебінь з абсолютного об'єму цементного розчину з фор-
мули
1000 = Vщ· · α ; Щ=
де : Vщ - пустотність щебеню визначаємо по формулі:
Vщ = 1 -
α - коефіцієнт розсування зерен щебеню приймаємо згідно таблиці № 5 ,
враховуючи примітки.
5.Визначаємо витрати піску
П = ( 1000 – ( + + В ) ) · ρп, ( кг )
Контроль В + + += 1000
Значить на 1 м3 бетону необхідно:
щебеню -
піску -
цементу –
води -
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ , МОЛОДІ ТА СПОРТУ УКРАЇНИ
НАДВІРНЯНСЬКИЙ КОЛЕДЖ
НАЦІОНАЛЬНОГО ТРАНСПОРТНОГО УНІВЕРСИТЕТУ
Методичні вказівки до
ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ № 24
Визначення рухливості і жорсткості бетонної
суміші.
Розглянуто на засіднні циклової
комісії будівництва доріг та ор-
ганізації перевезень
Протокол №___ від_____ 2012 р.
Голова ЦК ______ В.В.Кіселюк
Надвірна
2012р.
Загальні відомості.
Легкоукладальність - це здатність бетонної суміші заповнювати форму та ущільнюватися у ній під дією власної ваги або невеликого механічного зусилля. Вона визначається показником рухомості і жорсткості.
Для пластичних бетонних сумішів, які укладаються під дією власної ваги або невеликого механічного зусилля, визначають показник рухомості, а для малопластичних сумішів, для укладки яких необхідні значні зусилля - показник жорсткості.
Рухома бетонна суміш - це пластична маса, в якій зерна заповнювача знаходяться у звішеному стані в цементному тісті певної консистенції (в’язкості ). Це забезпечує зв'язність і не розшаровування суміші. Рухомість визначається за величиною осадки стандартного конусу ( ОК ) і виражається в сантиметрах.
Жорстка бетонна суміш - пухка або сипуча маса, в якій зерна заповнювача склеєні цементним тістом досить високої консистенції, Така суміш внаслідок невеликої кількості води стає зручно укладальною тільки при інтенсивному ущільнені. Жорсткість бетонної суміші - Ж - характеризується часом вібрації ( в секундах ) необхідним для вирівнювання і ущільнення попередньо відформованого конуса.
В залежності від показника легкоукладальності бетонні суміші поділяються на 8 груп :
- особливо жорсткі - Ж > 200 с.;
- підвищено жорсткі - Ж = ( 150÷200 ) с.;
- жорсткі - Ж = ( 75÷120 ) с.;
- помірно жорсткі - Ж = ( 30÷60 ) с.
- малорухомі - Ж = ( 15÷25 ) с.; ОК = ( 1÷5 ) см.;
- помірно рухомі - ОК = ( 6÷9 ) см.;
-рухомі - ОК = ( 10÷16 ) см.;
- литі - ОК > 17см.