Практическое задание: Технология бетонных и железобетонных изделий

Изготовление бетонных и железобетонных изделий включает следующие основные процессы: приёмка 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

Исследовать влияние вида вяжущего и состава бетона, вида и режима тепловой обработки и других факторов на прочность бетона и эффективность тепловой обработки.

.2 Содержание лабораторной работы

Работа состоит из нескольких заданий, каждое из которых выполняет звено из 2-3 студентов. Задания отличаются составом или видом цемента, составом бетона. С целью исследования влияния большого количества факторов, каждое звено использует один состав бетона, из которого изготовляются образцы для двух режимов (или двух видов тепловой обработки) и для нормального твердения. Режимы тепловой обработки могут отличаться длительностью отдельных периодов и температурой прогрева.

Задание 1. Исследовать, как влияет режим тепловой обработки на её эффективность. Режим тепловой обработки: первый-2+3+2 час, второй-2+2+3+2 час, температура прогрева 80°С. Прочность бетона 20 МПа. Подвижность бетонной смеси 5-6 см. Материалы: портландцемент малоалюминатный М 400; содержание песка г = 0,35; щебень с Dнаиб = 20 мм. Прочность бетона при сжатии определяется через 4 час. и 27 сут. после тепловлажностной обработки и 28 сут. нормального твердения.

Задания 2, 3, Они аналогичны заданию 1, но в задании 2 следует применить высокоалюминатный портландцемент, а в задании 3 шлакопортландцемент, БТЦ или портландцемент с введением химической добавки, ускоряющей твердение.

Задания 4, 5, 6 Они аналогичны заданиям 1, 2, 3, но следует использовать жёсткие бетонные смеси с жёсткостью 10-20 с. по ГОСТ 10181.1-81.

7.3 Указание по проведению лабораторной работы

Каждое звено подбирает состав бетонной смеси расчётно-экспериментальным способом согласно указаниям, приведённым в лабораторной работе №5. Затем рассчитывают расход материала на один замес объёмом 7 л. (если изготовлять образцы-кубы размером ребра 70,7 мм.) или объёмом 17 л. при изготовлении образцов-кубов с размером ребра 100 мм.

При изготовлении замеса корректируют подвижность или жёсткость бетонной смеси при этом подвижность смеси для 1-3-го звеньев и жёсткость смеси для 4 ... 6-го звеньев должны быть одинаковые.

Из каждого замеса изготовляются 15 образцов-кубов. Определяют среднюю плотность бетонной смеси. По шесть образцов из каждого замеса помещают в пропарочные камеры для тепловой обработки по различным режимам. Три оставшиеся образца каждого замеса твердеют в нормальных влажностных условиях.

Три образца после тепловой обработки взвешивают для определения средней плотности бетона и испытывают для определения прочности бетона при сжатии.

Три других образца после тепловой обработки хранят в нормальных влажностных условиях и испытывают, как и образцы нормального хранения (контрольные) в возрасте 14 или 28 суток.

Расчёты, выполненные каждым звеном, приводятся в индивидуальном отчёте. Результаты испытаний заносятся в таблицу 7.1, составляемую согласно заданию.

Таблица 7.1 Влияние режимов тепловой обработки на физико-механические свойства бетона

На основании полученных результатов каждое звено строит график влияния режима тепловлажностной обработки на предел прочности бетона при сжатии (см. рисунок 7.1). По результатам испытаний всех звеньев составляется сводная таблица по аналогии с таблицей 7.1.

Рисунок 7.1 Влияние режима тепловлажностной обработки на прочность бетона при сжатии

-(2+4+2 час.); 2-(2+2+4+2 час.);

-через 28 сут. твердения в нормальных влажных условиях

Контрольные вопросы

1.      Как подбирает состав бетонной смеси;

.        Как определяют подвижность и жёсткость бетонной смеси;

.        Как определяют среднюю плотность бетонной смеси.

Контрольные задания для СРС

.        Влияние режима тепловлажностной обработки на прочность бетона;

.        Виды тепловой обработки;

.        Влияние режимов тепловой обработки на физико-механические свойства бетона.

8. Лабораторная работа №8. Ускоренный метод оценки качества цемента в бетоне и назначение его состава

.1 Общие сведения

Ускоренный способ оценки качества цемента в бетоне и назначение состава бетона рекомендуется применять в заводских условиях при отсутствии данных об активности цемента.

Для ускорения оценки качества цемента в бетоне и одновременного назначения состава бетона требуемой прочности используется линейная зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения Rб=f /(Ц/В).

Для этого достаточно изготовить бетонные смеси с тремя водоцементными (0.7-0.36) или соответственно с цементно-водным (1.43-2.8) отношениями. Из этих смесей изготовить образцы, которые следует или пропарить, или выдержатъ в условиях нормальной температуры и влажности и испытать на сжатие в суточном или ином возрасте. По полученным данным строят зависимость Rg = /(Ц/В). Использование накопленных данных и графиков позволяет установить цементно-водное отношение для получения требуемой прочности бетона в заданное время, на основе которого и определяется состав бетона.

Цель работы

Освоить методику ускоренного способа оценки качества цемента в бетоне и назначения состава бетона требуемой прочности.

.2 Содержание лабораторной работы

Работа состоит из нескольких заданий, каждое из которых выполняется одной бригадой. Бригада подбирает состав бетона и определяет активность цемента, используя для этих целей ускоренный способ оценки качества цемента в бетоне и назначения состава бетона требуемой прочности.

8.3 Необходимые приборы/оборудование и материалы

1. Противень.

2.      Лопаты штыковые.

.        Мастерки.

.        Весы торговые с разновесами.

.        Стандартные конуса с насадками.

6. Прибор для определения жесткости бетона.

7.  Металлические линейки.

8.      Стеклянные мерные цилиндры.

.        Вибростол лабораторный.

10.    Формы кубов 10x10x10 см.

11.    Штыковки стандартные металлические.

12. Стандартные металлические однолитровые мерные цилиндры.

. Камера нормального твердения.

. Цемент, песок и щебень.

Задание 8.3.1 Подобрать состав тяжелого бетона с прочностью 20 МПа если после пропаривания прочность бетона при сжатии должна быть равна 70% от заданной прочности.

Подвижность бетонной смеси 5 см.

Материалы: портлагдцемент с неизвестной активностью (ее следует определить); песок кварцевый Мкр=2; щебень известняковый Dнаиб=20 мм, водологлощение 1,5%.

Задание 8.3.2 Подобрать состав тяжелого бетона с прочностью 20 МПа после твердения в нормальных условиях.

Подвижность бетонной смеси 5 см. Образцы испытать в возрасте 28 сут. Материалы те же, что и в задании 8.3.1.

Задание 8.3.3 Подобрать состав тяжелого бетона с прочностью 30 МПа, если после пропаривания прочность бетона при сжатии должна быть равна 70% от заданной прочности.

Жесткость бетонной смеси 10 с по ГОСТ 10181.1-81. Материалы: портландцемент с неизвестной активностью (ее следует определить); песок кварцевый-Мкр=3; щебень гранитный-Dнаиб=20 мм, водопоглощение-1%.

.4 Указания по проведению лабораторной работы

Каждая бригада, состоящая из трех бригад, изготовляет три состава бетонной смеси с цементно-водным отношением соответственно 1,43 и 2,8.

Расход материалов на замес, из которого может быть отформовано три серии образцов по три образца с размером ребра 100 мм каждого состава бетонной смеси, приведен в таблице 8.1.

Таблица 8.1 Расход материалов на замес

Примечание:

. Расход материалов на замес дан с некоторым избытком.

. Для образцов-кубов с ребром 150 мм, расход каждого материала следует умножить на 3,4.

Каждая бригада изготовляет замес и определяет среднюю плотность бетонной смеси, подвижность (см) или жесткость (с).

Из каждого состава бетонной смеси формуют девять образцов. Смесь уплотняют на виброллощадке до полного прекращения ее оседания, выравнивания и появления на всей поверхности цементного раствора.

После выдерживания в течение 2 час. шесть образцов каждого состава подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении по следующему режиму. Если бетонная смесь изготовлена на портландцементе, то 3 час. подъем, 6 час. выдерживание при температуре изотермического прогрева 90-95⁰С и 2 час. охлаждение; если использован шлакопортландцемент и пуццолановый портландцемент, то 3 час. подъем. 8выдерживание при температуре изотермического прогрева 90-95 X и 2 час. охлаждение, оставшиеся три образца каждого состава выдерживают в течение 1 сут. в формах при комнатной температуре.

Через 12 час. с момента отключения пара образцы извлекают из форм.

Три образца испытывают для определения прочности на сжатие по ГОСТ 10180-78. Три пропаренных образца и три образца, не подвергавшихся пропариванию, каждого состава извлекаются из форм и помещают в камеру нормального твердения для определения прочности бетона при сжатий а возрасте 28 сут.

По результатам испытания образцов на сжатие определяют среднюю прочность бетона каждого состава, которая переводится к прочности кубов с ребром 150 мм с помощью переводных коэффициентов.

Для построения зависимости Rб=f/(Ц/В) (где Re - прочность бетона при сжатии) по горизонтальной оси откладывают значения цементно-водного отношения, а по вертикальной-прочность бетона при сжатии (МПа). На рисунке 8.1 прямая R1 выражает зависимость R1=f/(Ц/В), где R1-прочность бетона при сжатии, испытанного через 12 ч после тепловой обработки.

В случае если прямая не проходит через три точки и какая-нибудь из них по ординате отклоняется от проводимой прямой с той же абсциссой более чем на 10%, то опыт необходимо повторить. Пример построения функции R1 = f (Ц/В) приведен на рисунке 8.1. Для выбора цементно - водного отношения и для получения бетона заданной прочности на заводе достаточно построить функцию R1 = f(Ц/В). При этом если по остывании бетона требуется получить, например, прочность бетона при сжатии, равную 70%-ной заданной прочности 20 МПа, т.е. необходимо найти цементно-водное отношение для прочности 14 МПа, то через точку, соответствующую этой прочности, на оси ординат надо провести прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с прямой R1. Точка на абсциссе дает искомую величину Ц/В = 1,6. Если же требуется получить заданную прочность сразу после остывания, линию, параллельную оси абсцисс, следует провести через точку ординаты, соответствующую 20 МПа. В этом случае Ц/В = 2.

Рисунок 8.1. Прочность бетона при сжатии в зависимости от цементно-водного отношения

где R1-испытанного через 12 час. после пропаривания;-то же, через 28 сут. последующего нормального твердения;

R3-нормального твердения возрасте 28 сут.

Когда требуемая прочность должна быть обеспечена к возрасту 28 сут, необходимо построить функцию R3 = /(Ц/В), где Ra-прочность бетона при сжатии нормального твердения в возрасте 28 сут (рисунок 8.1). Если необходимо иметь прочность пропаренного бетона через 27 сут, последующего твердения в нормальных условиях, нужно построить функцию R2 = /(Ц/В), где Ri-прочность пропаренного бетона при сжатии, испытанного через 27 сут, последующего нормального твердения (рисунок 8.1).

Для построения функций R3 = /(Ц/В) и R2 = /(Ц/В) можно воспользоваться значениями М, приведенными в таблице 8.2, и вычислить соответственно R1 и R2 при двух других значениях цементно-водного отношения, например 1,43 и 2,8.

Таблица 8.2 Показатели прочности бетона в зависимости от цементно-водного отношения