close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Kuksa Beton s plastif

код для вставкиСкачать
Министерство образования и науки
Российской Федерации
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет
Строительный факультет
Кафедра технологии строительных
материалов и метрологии
БЕТОН С ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ
ДОБАВКОЙ
Методические указания
Санкт-Петербург
2014
1
УДК 691.3
Рецензент канд. техн. наук, доцент И. У. Аубакирова (СПбГАСУ)
Бетон с пластифицирующей добавкой: метод. указания / сост.:
П. Б. Кукса, Л. Г. Колесникова, М. В. Мокрова; СПбГАСУ. – СПб.,
2014. – 16 с.
Приведены общие сведения о добавках, применяемых в бетонах и строительных растворах. Подробно описана последовательность выполнения лабораторной работы. Даны рекомендации по составлению заключения.
Ил. 1. Табл. 2. Библиогр.: 5 назв.
Санкт-Петербургский государственный
архитектурно-строительный университет, 2014
2
Общие сведения
В технологии бетона для регулирования свойств бетонных смесей и бетонов, придания им новых свойств, сокращения расхода цемента применяются различные добавки. Добавки для бетонов представляют собой неорганические и органические вещества естественного и искусственного происхождения, вводимые в бетонные смеси
в процессе их приготовления.
Введением в бетонную смесь добавки достигается основной
эффект действия, вытекающий из ее назначения. Отдельные добавки
(полифункциональные) характеризуются двумя или несколькими
основными эффектами действия. Кроме того, добавки обладают дополнительными эффектами действия (положительными или отрицательными). Дополнительные изменения свойств бетонных смесей
и бетонов от введения добавок не должны превышать допустимых
уровней.
Согласно ГОСТ 24211–2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Общие технические условия» добавки, применяемые
для модифицирования свойств бетонных смесей и бетонов, в зависимости от основного эффекта действия подразделяют на следующие
классы:
1. Добавки, регулирующие свойства бетонных и растворных
смесей:
пластифицирующие (суперпластифицирующие, пластифицирующие);
водоредуцирующие (суперводоредуцирующие, водоредуцирующие);
стабилизирующие;
регулирующие сохраняемость подвижности;
увеличивающие воздухо- и газосодержание.
2. Добавки, регулирующие свойства бетонов и растворов:
регулирующие кинетику твердения (ускорители, замедлители);
повышающие прочность;
снижающие проницаемость;
повышающие защитные свойства по отношению к стальной
арматуре;
3
Последовательность выполнения лабораторной работы:
1. Установление расхода материалов для приготовления бетонных смесей контрольного и опытных составов.
2. Приготовление бетонной смеси контрольного состава.
3. Приготовление бетонной смеси опытных составов.
4. Определение средней плотности и расчет окончательного состава бетонной смеси.
5. Формование стандартных образцов и их испытание.
6. Составление заключения по работе.
Данная лабораторная работа рассчитана на два занятия.
повышающие морозостойкость;
повышающие коррозионную стойкость;
расширяющие.
3. Добавки, придающие бетонам и растворам специальные свойства:
противоморозные (для «холодного» бетона, для «теплого»
бетона);
гидрофобизирующие.
4. Минеральные добавки:
активные минеральные (обладающие вяжущими свойствами,
пуццолановой активностью, одновременно вяжущими свойствами
и пуццолановой активностью);
инертные минеральные.
Добавки могут выпускаться в виде жидких (водные растворы,
эмульсии, суспензии), сыпучих (водорастворимые, водонерастворимые), пастообразных продуктов и в виде монолит-глыбы.
В настоящей лабораторной работе используется пластифицирующая добавка, представленная в жидком виде. Она вводится в состав
бетонной смеси с водой затворения. Показателем основного эффекта
действия пластифицирующей добавки является увеличение подвижности бетонной смеси (при снижении прочности бетона в проектном
возрасте не более чем на 5 %). Возможными дополнительными эффектами действия добавки являются: замедление схватывания бетонной смеси и твердения бетона в ранние сроки, увеличение расслаиваемости бетонной смеси, воздухововлечение, повышение деформаций
усадки и ползучести бетона.
По химическому составу пластифицирующие и водоредуцирующие добавки делятся на четыре основные группы: лигносульфонатные, меламинформальдегидные или нафталинформальдегидные
и на основе эфиров поликарбоксилатов. Пластифицирующий эффект
проявляется за счет сил электростатического отталкивания частиц
цемента (у добавок на основе ЛСТ и СНФ) и пространственного стерического эффекта у поликарбоксилатных добавок.
Цель лабораторной работы – продемонстрировать студентам
основной эффект действия пластифицирующей добавки на свойства
бетонной смеси, а также показать, что использование пластифицирующей добавки позволяет сократить расход цемента или повысить
прочность бетона.
Согласно ГОСТ 30459–2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов. Определение и оценка эффективности» расход материалов для приготовления 1 м3 бетонной смеси с пластифицирующей добавкой должен быть следующим:
цемент – 350 кг;
песок – 650–850 кг;
щебень – 950–1150 кг.
Студенты рассчитывают расход материалов для приготовления
лабораторного замеса объемом 0,007 м3 (7 л) на основе вышеприведенных рекомендаций. Данный объем замеса определяется в соответствии со следующим требованием. Объем смеси должен не менее
чем на 10 % превышать объем проб, используемых для определения
подвижности бетонной смеси и изготовления стандартных образцов.
В результате расчетов получается следующий расход материалов на лабораторный замес бетонной смеси:
цемент – 2,45 кг;
песок – 4,55–5,95 кг;
щебень – 6,65–8,05 кг.
Окончательный расход материалов устанавливается студентами
вместе с преподавателем с учетом анализа свойств цемента, песка
и щебня, имеющихся в лаборатории, например:
4
5
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Установление расхода материалов для приготовления
бетонных смесей контрольного и опытных составов
цемент – 2,5 кг;
песок – 5,3 кг;
щебень – 7,4 кг.
Расход воды для приготовления лабораторного замеса бетонной смеси определяется опытным путем. Оптимальная водопотребность должна обеспечить подвижность бетонной смеси, характеризующуюся осадкой стандартного конуса (ОК) 2–4 см (в соответствии
с ГОСТ 30459–2008).
Дозировка пластифицирующей добавки определяется исходя из
установленного расхода цемента и рекомендаций нормативного документа на конкретную добавку. Для разных добавок рекомендуемая
дозировка может составлять 0,15–1,2 % от массы цемента.
Приготовление бетонной смеси контрольного состава
Учебная группа студентов разделяется на три бригады. Каждая
бригада производит один замес бетонной смеси. Первая бригада приготавливает бетонную смесь контрольного состава без пластифицирующей добавки.
Студенты производят дозирование материалов путем взвешивания на весах с погрешностью не более одного процента. Воду дозируют по объему, используя мерный цилиндр и рабочий сосуд. Поскольку оптимальная водопотребность бетонной смеси неизвестна, преподаватель рекомендует начальный расход воды принять равным 1 л.
Приготовление опытных замесов производят вручную на предварительно увлажненном бойке с перемешиванием в течение 3–5 мин.
Работу начинают с перемешивания сухих материалов, а затем постепенно добавляют в замес назначенное количество воды. Допускается
на основе визуального контроля подвижности бетонной смеси вносить изменения в количество отдозированной воды.
После приготовления бетонной смеси проверяют ее удобоукладываемость по показателю подвижности – осадке конуса. Для определения показателя подвижности бетонной смеси используют металлический стандартный конус, имеющий следующие размеры: нижний диаметр – 200 мм, верхний диаметр – 100 мм, высота – 300 мм.
Внутреннюю поверхность конуса перед испытанием увлажняют.
Конус устанавливают на ровную поверхность бойка и заполняют его бетонной смесью через воронку в три слоя одинаковой высоты.
6
Каждый слой на его высоту уплотняют штыкованием металлическим стержнем 25 раз. Конус во время заполнения и штыкования
должен быть плотно прижат к поверхности бойка.
После уплотнения бетонной смеси воронку снимают, избыток
смеси срезают вровень с верхним краем конуса и поверхность заглаживают. Далее в течение 5–7 с конус плавно, в строго вертикальном
направлении, снимают с отформованной бетонной смеси и устанавливают рядом с ней. Время от начала заполнения конуса до его снятия не должно превышать 3 мин. Осадку конуса определяют, уложив
ровный стержень на верх металлической формы и измерив расстояние от нижней поверхности стержня до верха бетонной смеси, как
показано на рисунке. При измерении допускается погрешность не
более 0,5 см.
Измерение подвижности бетонной смеси:
а – контрольный состав; б – состав с пластифицирующей добавкой;
1 – стандартный металлический конус; 2 – бетонная смесь
Если подвижность приготовленной бетонной смеси не соответствует требуемой (ОК = 2…4 см), следует произвести корректировку
состава. Для увеличения подвижности в бетонную смесь добавляют
небольшое количество воды (обычно 5–15 %). Далее вторично перемешивают смесь и повторяют определение осадки конуса. Корректировку производят до достижения нужной подвижности. Количество
израсходованной воды и осадку конуса записывают в лабораторный
журнал.
7
Приготовление бетонной смеси опытных составов
ности бетонной смеси вносить изменения в количество добавляемых
заполнителей.
После окончательного перемешивания бетонной смеси измеряют показатель подвижности – осадку конуса. В идеальном случае
осадка конуса должна быть такой же, как у контрольного состава.
Студенты записывают в лабораторный журнал количество добавленных заполнителей и новую осадку конуса.
Подвижность бетонной смеси зависит не только от количества
цементного теста в смеси (помним про «смазку»), но и от вязкости
цементно-водной вяжущей композиции. При увеличении вязкости
подвижность (ОК) уменьшается, при уменьшении вязкости – возрастает. Вязкость теста, в свою очередь, зависит от соотношения
вода/цемент.
В тех случаях, когда не требуется увеличить подвижность бетонной смеси (ОК), использование пластифицирующей добавки позволяет уменьшить расход воды затворения за счет повышения вязкости цементного теста. Сокращение расхода воды приведет к уменьшению В/Ц и, следовательно, к увеличению прочности бетона.
Третья бригада студентов производит замес бетонной смеси
с пластифицирующей добавкой, затворяя ее уменьшенным количеством жидкости. На основе результатов, полученных первой и второй бригадами студентов, преподаватель рекомендует студентам третьей бригады рабочий расход воды, который может отличаться от
дозировки в контрольном составе на 5–15 %.
Студенты третьей бригады приготавливают бетонную смесь
с уменьшенным В/Ц и измеряют показатель подвижности – осадку
конуса. В идеальном случае осадка конуса должна быть такой же,
как у контрольного состава. Студенты записывают в лабораторный
журнал количество воды затворения и полученную осадку конуса бетонной смеси.
Вторая и третья бригады студентов приготавливают бетонную
смесь установленного состава с пластифицирующей добавкой.
Работа с твердыми компонентами и приготовление бетонной
смеси производятся аналогично первой бригаде. Жидкая добавка
непосредственно перед применением должна быть перемешана до
получения однородной массы.
Для дозирования добавки установленное количество жидкой
добавки (мл) измеряется с помощью мензурки. Из мензурки добавка
выливается в мерный цилиндр, в который затем наливается вода до
необходимого уровня. У второй бригады студентов этот уровень жидкости затворения должен быть равен количеству воды, определенному первой бригадой. Таким образом, бетонные смеси первой и второй бригады будут характеризоваться одинаковыми водоцементными отношениями (В/Ц).
Вторая бригада студентов постепенно вводит жидкость затворения в однородную смесь твердых материалов и, перемешивая ее,
добивается окончательного приготовления бетонной смеси.
У приготовленной бетонной смеси измеряют показатель подвижности – осадку конуса, как показано на рисунке. Студенты всей учебной группы наблюдают основной эффект действия пластифицирующей добавки и записывают в лабораторный журнал осадку конуса.
Принимая во внимание, что подвижность в определенной мере
зависит от содержания цементного теста (своеобразной смазки)
в бетонной смеси, в тех случаях, когда не требуется увеличить осадку конуса, использование пластифицирующей добавки позволяет сократить расход цементного теста, а следовательно, и цемента. Для
демонстрации такого эффекта преподаватель предлагает студентам
второй бригады добавить в полученную бетонную смесь небольшое
количество (5–20 %) заполнителей. Добавки песка и щебня уменьшают относительное содержание цементного теста в смеси. Эти добавки должны быть пропорциональны первоначальным дозировкам.
Студенты второй бригады взвешивают песок и щебень в количестве, рекомендованном преподавателем, и вводят их в состав
бетонной смеси. Далее смесь повторно перемешивают. В процессе
перемешивания допускается на основе визуального контроля подвиж-
Для определения средней плотности бетонной смеси используют мерный металлический сосуд емкостью 5 л. Перед испытанием
сосуд взвешивают с погрешностью не более 5 г. Бетонную смесь помещают в сосуд и уплотняют вибрированием. После уплотнения избы-
8
9
Определение средней плотности и расчет
окончательного состава бетонной смеси
ток смеси срезают и поверхность тщательно выравнивают с краями
мерного сосуда. Затем сосуд с бетонной смесью взвешивают с погрешностью не более 5 г.
Среднюю плотность бетонной смеси б.с, кг, вычисляют по формуле
ρ б.с =
М 2 − М1
,
Vc
где М1 – масса мерного сосуда, кг; М2 – масса мерного сосуда с бетонной смесью, кг; Vс – объем мерного сосуда.
Далее в лабораторный журнал записывают фактический расход
материалов (с учетом добавок) на изготовление каждого замеса. Выражают составы бетона в виде соотношения компонентов по массе
относительно расхода цемента – 1 : Х : Y; В/Ц (Ц/Ц : П/Ц : Щ/Ц; В/Ц).
Рассчитывают расход цемента Ц, кг, на 1 м3 бетонной смеси для
каждого из трех составов по формуле
Таблица 1
Зависимость размеров образцов от наибольшей
крупности заполнителя
Наибольшая крупность
заполнителя, мм
10
20
40
70
100
Размеры ребра
образца-куба, мм
70,7
100,0
150,0
200,0
300,0
Для определения прочности бетона при сжатии изготавливают
стандартные образцы – кубы размером 10 10 10 см. Размеры образцов устанавливаются стандартом и зависят от наибольшей крупности заполнителя (табл. 1). В настоящей лабораторной работе применяется щебень с наибольшей крупностью зерен 20 мм. За эталонный
образец базового размера принимается куб размером 15 15 15 см.
После определения плотности бетонную смесь вновь перемешивают и укладывают с некоторым избытком в форму, внутренние
поверхности которой должны быть покрыты тонким слоем смазки.
Уплотнение бетонной смеси производится на виброплощадке до прекращения оседания бетонной смеси, выравнивания ее поверхности
и появления на ней тонкого слоя цементного теста. Поверхность образцов заглаживают мастерком.
Форму с уплотненной бетонной смесью накрывают влажной
тканью, через сутки образцы вынимают из формы, маркируют и помещают в камеру нормального твердения, где поддерживается температура 20 ± 2 °С и относительная влажность не менее 95 %.
Испытания опытных образцов производятся через 28 сут нормального твердения. В случае необходимости допускается проводить
контрольные испытания и в более короткие сроки, но не ранее трех
суток твердения.
Перед испытанием образцы подвергаются осмотру и измерению.
При осмотре образцов-кубов выбирают опорные грани, которые будут прилегать к плитам пресса. Опорные грани выбирают так, чтобы
сжимающая сила при испытании была направлена параллельно слоям укладки бетонной смеси в формы. По результатам измерения определяют рабочую площадь опорных граней образцов F, см2.
Для испытания образец устанавливают одной из заранее выбранных граней (боковых) на нижнюю плиту пресса центрально относительно его оси, пользуясь рисками, нанесенными на плите. Нагрузка
на образец при испытании должна возрастать непрерывно с постоянной скоростью 0,6–0,7 Н/с до его разрушения.
Предел прочности при сжатии Rcж, МПа, вычисляют для каждого
образца по формуле
10
11
Ц=
ρ б.с
,
1+ X + Y + В/ Ц
где б.с – плотность бетонной смеси, определенная экспериментальным путем; 1, Х, Y, В/Ц – расход компонентов бетонной смеси в относительных величинах.
Для второго состава бетонной смеси рассчитывают уменьшение расхода цемента (%) по сравнению с контрольным составом.
Формование стандартных образцов и их испытание
Rсж =
Заключение
P −1
10 ,
F
где Р – разрушающая нагрузка, кгс; F – площадь опорной грани образца, см2.
По результатам испытания серии образцов-близнецов определяют среднюю величину предела прочности при сжатии:
R
Rсж = ∑ n ,
n
где Rn – предел прочности при сжатии отдельных образцов серии,
МПа; n – количество образцов в серии.
Предел прочности при сжатии в 28-суточном возрасте для каждого состава рассчитывают по формуле
28
Rсж
= Rτ ⋅ α ⋅
В заключении отмечают основной эффект действия пластифицирующей добавки на бетонную смесь в сравнении с контрольным
составом. Указывают, что в тех случаях, когда не требуется повышать
подвижность бетонной смеси, использование пластифицирующей
добавки позволяет уменьшить расход цемента или повысить прочность бетона. Отмечают экономический и технический эффекты от
сокращения расхода цемента в составе бетона. Отмечают также, что
повышение прочности бетона актуально при получении высокопрочных бетонов. Если в процессе работы были замечены дополнительные эффекты при использовании пластифицирующей добавки (расслаиваемость бетонной смеси, замедление твердения в ранние сроки), то их также отмечают в заключении.
lg 28
,
lg τ
где – масштабный коэффициент для приведения прочности бетона
к прочности бетона в образцах базового размера, приведенный в табл. 2;
– число суток твердения образцов (не менее трех); R – предел прочности при сжатии образцов, испытанных в возрасте .
Таблица 2
Значения масштабного коэффициента
Форма и размеры образца
(куб, ребро), мм
70
100
150
200
300
Масштабный
коэффициент
0,85
0,95
1,00
1,05
1,10
В приведенной формуле отношение логарифмов lg 28/lg применяется только в тех случаях, когда испытание образцов было произведено в возрасте менее 28 сут твердения.
12
13
Рекомендуемая литература
1. ГОСТ 30459–2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов.
Определение и оценка эффективности».
2. ГОСТ 24211–2008 «Добавки для бетонов и строительных растворов.
Общие технические условия».
3. ГОСТ 10181–2000 «Смеси бетонные. Методы испытания».
4. ГОСТ 10180–2012 «Бетоны. Методы определения прочности по контрольным образцам».
5. Строительные материалы (Материаловедение. Технология конструкционных материалов) / В. Г. Микульский [и др.]. – М.: Изд-во Ассоциации
строительных вузов, 2011. – 520 с.
14
ОГЛАВЛЕНИЕ
Общие сведения ................................................................................................... 3
Выполнение работы ............................................................................................. 5
Установление расхода материалов для приготовления бетонных
смесей контрольного и опытных составов ................................................... 5
Приготовление бетонной смеси контрольного состава ............................... 6
Приготовление бетонной смеси опытных составов .................................... 8
Определение средней плотности и расчет окончательного состава
бетонной смеси ............................................................................................... 9
Формование стандартных образцов и их испытание ................................ 10
Заключение.................................................................................................... 13
Рекомендуемая литература ................................................................................ 14
15
БЕТОН С ПЛАСТИФИЦИРУЮЩЕЙ ДОБАВКОЙ
Методические указания
Составители: Кукса Петр Борисович,
Колесникова Людмила Григорьевна,
Мокрова Марина Владимировна
Редактор В. А. Преснова
Корректор М. А. Молчанова
Компьютерная верстка И. А. Яблоковой
Подписано к печати 25.11.14. Формат 60 84 1/16. Бум. офсетная.
Усл. печ. л. 0,93. Тираж 100 экз. Заказ 105. «С» 63.
Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет.
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 4.
Отпечатано на ризографе. 190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул., д. 5.
16
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
802 Кб
Теги
plastid, beton, kuksa
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа