Практическое задание: Технология бетонных и железобетонных изделий

Задание 5.1.3 Бригада 3 проводит те же опыты, но с использованием в опытах бетонной смеси на пористом заполнителе. Материалы: портландцемент М 400, керамзит с D наиб =20 мм, песок керамзитовый. Звено 1 использует бетонную смесь с подвижностью 5 см, а 2-е - с жесткостью 7 с. Средняя плотность бетона в сухом состоянии 1000 кг/м³.

.3 Указания по проведению лабораторной работы

Рассчитывается расход материалов для приготовления замесов (растворная смесь рассчитывается исходя из принятой средней плотности и пористых заполнителях расчетно-экспериментальным методом). Контрольный (эталонный) замес объемом 2 л перемешивается вручную. Объемы замесов для перемешивания смеси в лопастном смесителе, в бегунах и в вибросмесителе соответственно равны 5,3 и 5 л.

Каждое звено приготовляет замесы.

На контрольном замесе уточняют необходимое содержание воды для обеспечения заданной подвижности или жесткости.

Перемешивают материалы. Контрольный замес перемешивают вручную, а другие замесы - в лопастном смесителе, в бегунах и в вибросмесителе. Во всех замесах расход воды принимают постоянным. Время перемешивания смеси в каждом смесителе одинаковое 3-5 мин.

Рисунок 5.1 Изменение средней плотности в зависимости от способа перемешиваниярастворной: II-на плотных заполнителях; III-на пористых заполнителя

-перемешивание вручную; 2-то же, в лопастном смесителе; 3-то же, в бегунах, 4-виброперемешивание, а) результаты опытов звена 1,

б) то же, звена 2.

Рисунок 5.2 Изменение прочности при сжатии в зависимости от способа перемешивания смеси I-растворной; II-на плотных заполнителях; III-на пористых заполнителях; 1-перемешивание вручную;

-то же, в лопастном смесителе; 3-то же, в бегунах, 4-иброперемешивание:

а) результаты опытов звена 1; б) то же, звена 2.

При каждом способе перемешивания определяют среднюю растворной (бетонной) смеси, коэффициент выхода, фактический расход составляющих на 1 м³ раствора (бетона) по методикам. Из каждого замеса готовят стандартным способом образцы в количестве не менее 3 шт. Образцы подвергаются тепловой обработке (по одинаковому для всех бригад режиму) или твердеют в нормальных условиях в течение 14 сут.

После испытания образцов определяют прочность бетона при сжатии (МПа) и коэффициент использования цемента:

Кисп.д=R/Ц,(5.1)

где Ц-фактический расход цемента на 1 м³ бетона, кг.

Полученные коэффициенты сравнивают с Кисп.и для контрольного замеса.

В случае, когда число образцов-близнецов, испытанных одновременно (в одном возрасте), больше трех можно выявить влияние способа перемешивание на однородность прочности раствора. Это является косвенным подтверждением того, что растворная (бетонная) смесь хорошо перемешана. Все данные испытаний и опытов заносят в таблицу 5.1. По результатам опытов строят графики эффективности использования смесителей при приготовлении растворной (бетонной) смеси (рисунок 5.1 и 5.2).

Таблица 5.1 Результаты опытов

Примечание. Каждый показатель над чертой указывается для смеси, изготовленной звеном 1, под чертой-звеном 2.

В отчете, составленном индивидуально каждым студентом, должны быть приведены частные и общие выводы по результатам экспериментальных исследований всех бригад с обоснованием выбора способа перемешивания в зависимости от вида и характеристик растворной (бетонной смеси).

Контрольные вопросы

1.  Виды бетоносмесителей для перемешивания бетонной смеси.

2.      Какие бетонные смеси приготавливают в бетоносмесителях принудительного действия;

.        Какие бетонные смеси приготавливают в бетоносмесителях гравитационного действия.

Контрольные задания для СРС

1. Повышение активности и однородности местных материалов и отходов промышленности;

2.      Способы механохимической активации вяжущих и активных минеральных добавок.

6. Лабораторная работа №6. Исследование режимов виброуплотнения бетонной смеси

.1 Общие сведения

Бетонные смеси, применяемые для изготовления изделий, в большинстве случаев подвергаются уплотнению. Частицы бетонной смеси в процессе уплотнения находятся под влиянием силового поля, слагаемого из сил тяжести частиц и внешнего силового воздействия (давления, встряхивания, колебательные движения), оказываемого на эти частицы. Кроме того, частицы находятся под воздействием внутренних сил в системе (силы вязкого сухого трения, межмолекулярного сцепления, капиллярного давления и др.), величины которых определяет физико-механические свойства бетонной смеси и ее реологические характеристики.

Основным способом механического воздействия на бетонную смесь, с целью ее уплотнения является вибрирование. Качество уплотнения бетонной смеси определяется выбранным режимом виброобработки, ее интенсивностью и продолжительностью, а также соответствием выбранных параметров режима вибрирования свойствами бетонной смеси.

Эффективность вибрирования при формовании изделий оценивается достижением в оптимальные сроки хорошего и равномерного уплотнения. Она косвенно может быть оценена прочностью затвердевшего бетона, которая, как известно, является функцией его плотности.

Изготовление бетонных и железобетонных изделий включает следующие основные процессы: приемка и хранение вяжущих веществ, заполнителей и арматуры; приготовление бетонной смеси, включая и подготовку составляющих; изготовление различных арматурных элементов; формование изделий; укрупнительная сборка и укомплектование строительных деталей и конструкций с целью повышения степени их заводской готовности.

Основными технологическими переделами процесса изготовления бетонных и железобетонных изделий являются, приготовление бетонной смеси, формование, тепловая обработка, а также отделка лицевых поверхностей.

Цель работы

Изучить способы определения интенсивности вибрирования бетонной смеси при ее уплотнении и определить влияние интенсивности вибрирования на свойства бетонной смеси.

.2 Содержание лабораторной работы

При проведении работы рекомендуется студентов разделить на 3 бригады.

Работа включает несколько заданий, решаемых расчетным и экспериментальным путем. Работа рассчитана на 4 часа.

Задание 6.1.1. Рассчитать по известным конструктивным параметрам лабораторные виброплощадки. Величину ее, амплитуду и частоту собственных колебаний в зависимости от массы формуемого бетона.

Задание 6.1.2. Определить интенсивность вибрирования формуемой смеси. Проверить в натуре амплитуду колебаний виброплощадки, равномерность ее распределения по контуру вибрирующей рамы (вибростола) при разном объеме (массе) формуемого бетона или при изменении кинематического момента дебалансов. Замерить с помощью тахометра частоту вращения вала вибратора, соответствующую частоте вынужденных колебаний виброплощадки. На основании выполненных замеров определить критерии интенсивности колебаний:

по наибольшей скорости (см-с1)

8(6.1)

по наибольшему ускорению, сообщаемому частицами смеси (см-с²)

(6.2)

интенсивности вибрирования (см² с-3)

(6.3)

где А-амплитуда, см;

v-угловая скорость с-1;частота колебаний, Гц.

Задание 6.1.3. Определить влияние интенсивности вибрирования на водопотребность бетонной смеси.

.3 Указание по проведению лабораторной работы

В задании 6.2.1 для определения величины амплитуды нужных колебаний системы с одной степенью свободы можно воспользоваться эмпирической формулой:

,(6.4)

Гдевозмущающая сила, Н;коэффициент сопротивления;

М-вибрируемая масса (включая массу формы и бетонной смеси), Н см¹/с²;

v-угловая скорость с1;

Е-суммарная жесткость пружин виброплощадки, Н/см1.

Возмущающая сила:

,(6.5)

где Ре-кинетический момент дебалансов виброплощадки, Н/см;ускорение силы тяжести, см/с².

Коэффициент сопротивления F зависит от колеблющейся массы и частоты колебаний устанавливается опытом. Для виброплощадок небольшой грузоподъемности (100-200 кг) коэффициент сопротивления

=KM,(6.6)

где К=2,1-f/10000, f - число колебаний в минуту.

Таблица 6.1 Основные параметры виброплощадки

Определение собственных колебаний виброплощадки

(6.7)

Результаты произведенных расчетов заносят в таблицу 6.1.

В задании 6.2.1 определение фактической амплитуды колебаний виброплощадки проводят с помощью вибрографа ВР-1. Каждый замер осуществляют дважды с определением среднего значения из двух измерений. Результаты замера амплитуды заносят в таблицу 6.1.

В задании 6.2.3 используют портландцемент М400, песок с Мкр=2, щебень (гравий) Dнаиб =20 мм. расход воды подбирают опытным путем для получения заданной удобоукладываемости, указанной в таблице 6.2.

Таблица 6.2 Расход материалов на замес объемом 7 л и заданная удобоукладываемость

Результаты опытов заносят в таблицу 6.3.

Таблица 6.3 Результаты опытов по определению водопотребности

По результатам опытов трех бригад строят график зависимости водопотребности бетонной смеси от интенсивности вибрирования (рисунок 6.1).

В отчете, составленном индивидуально каждым студентом, следует полностью привести проделанные расчеты, результаты экспериментальных исследований и выводы по ним.

Рисунок 6.1 Зависимость водопотребности бетонной смеси от интенсивности вибрирования

, 2, 3 - удобоукладываемость, результаты опытов звена 1

Контрольные вопросы

1.  Как оценивается интенсивность и эффективность виброуплотнения?

2.      С какой целью осуществляется повторное вибрирование?

Контрольные задания для СРС

1.  Особенности комбинированных способов уплотнения;

2.      Схемы укладки бетонных смесей в формы;

.        Основные виды виброплощадок.

7. Лабораторная работа №7. Исследование факторов влияющих на эффективность тепловой обработки бетона

.1 Общие сведения

При производстве сборного железобетона с целью ускорения процессов твердения и повышения эффективности производства применяют различные виды тепловой обработки. Наряду с положительным эффектом ускорения твердения бетона тепловая обработка оказывает и некоторое отрицательное влияние на свойства бетона, что обусловлено главным образом нарушением структуры бетона. Причинами деструкции бетона являются: возникающие при подъёме температуры внутреннее давление в слабом бетоне вследствие разницы в коэффициентах теплового расширения влаги, воздуха и твёрдых составляющих; неизбежные перепады температуры в бетоне по сечению; миграция влаги в бетоне и др. Всё это вызывает дефекты в структуре - повышение общей пористости, создание направленной капиллярной пористости и др. Поэтому основной задачей тепловой обработки является не только получение более высокой прочности в наиболее короткие сроки, но и выбор таких режимов, при которых снижение показателей физико-механических свойств бетона при его тепловой обработке было бы минимальным.