РАЗДЕЛ 2
МАТЕРИАЛЫ, ОПЫТНЫЕ ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА
ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Характеристика используемых материалов
В качестве мелкого заполнителя для бетона опытных образцов использовался природный морской кварцевый песок ?33, 35?, предварительно промытый и высушенный.
Таблица 2.1
Характеристики мелкого заполнителя
ХарактеристикиЕдиницы измеренияКоличествоИстинная плотностьг/см32,8Насыпная плотностьг/см31,4Модуль крупности-2,07
Таблица 2.2
Гранулометрический состав мелкого заполнителя
Остатки на
ситахРазмеры отверстий сит, ммПроход через сито 0,1452,51,250,630,3150,14Частные, г0155016057516535Частные, %01,551657,516,53,5Полные, %01,56,522,58096,5100
В качестве крупного заполнителя для бетона опытных образцов использовался гранитный щебень ?34? фракций 5...20 мм, промытый, просушенный и просеянный.
Таблица 2.3
Характеристики крупного заполнителя
ХарактеристикиЕдиницы измеренияКоличествоСредняя плотностьг/см32,5Насыпная плотностьг/см31,55Пустотность%38
В качестве вяжущего материала для бетона использовался портландцемент с удельной поверхностью 300 м2/кг, приготовленный совместным помолом клинкера ЗАО "Одессацемент" и 4 % двуводного гипса от массы цемента.
Таблица 2.4
Химический состав клинкера
Наименование клинкераСодержание оксидов, %Al2 O3Fe2 O3CaOSiO2MgOSO3Цементный клинкер в соответствии с паспортом ЗАО "Одессацемент"5,133,4566,1721,861,790,22
Минералогический состав клинкера: С3 А - 6,81%; С3 S - 63,3%; C2 S -
- 15,4%; C4 AF - 11,83%.
Измельчение цементного клинкера осуществлялось в лабораторной шаровой мельнице, имеющей две камеры. Объем загрузки каждой камеры составляет по 10 кг исходного материала. Для решения поставленных в работе задач был организован раздельный помол компонентов с контролем их дисперсности. Были приняты следующие меры, направленные на стабилизацию процесса помола, что очень важно с точки зрения удельной поверхности как показателя дисперсности цементных порошков: пробы цементного клинкера, подлежащие помолу, предварительно просеивались через сито с диаметром отверстий 10 мм; остаток на сите подвергался дроблению в щековой лабораторной дробилке до прохождения через сито №10, после чего соединялся с просеянной пробой; пробы клинкера массой 10 грамм размалывались всегда в одной и той же камере шаровой мельницы; для помола использовался всегда один и тот же набор мелющих шаров, подобранных в соответствии с рекомендациями [2]. Для эффективного помола цементного клинкера до удельной поверхности 300 м2/кг через три часа после каждого цикла помола мелющие шары и камера помола подвергались тщательной очистке. Удельная поверхность цемента определялась с помощью прибора ПСХ - 2.
Характеристики цемента определены по ГОСТ 310.1 - 76 [30], ГОСТ 310.2 - 76 [32] и приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5
Характеристики цемента
Удельная поверхность, м2/кгНасыпная плотность, г/см3Удельная плотность, г/см3Расплыв конуса, ммПредел прочности в 28 суточном возрасте, МПаСроки схватывания, часпри изгибепри сжатииначалоконец3001,543,11106,647,92,34,7
Результаты испытания показали, что применяемый цемент соответствует ГОСТ 10178 - 85 [23].
Для затворения бетонной смеси применялась вода, удовлетворяющая требованиям ГОСТ 23732 - 79 [29].
В качестве наполнителя применялся кварцевый морской песок с удельной поверхностью 100, 200, 300 м2/кг, предварительно размолотый в шаровой мельнице. Кварцевый наполнитель перед помолом просеивался через сито с диаметром отверстий 5 мм, промывался и просушивался. При помоле наполнителя производился подбор мелющих шаров и устанавливалось время помола в зависимости от получения необходимой удельной поверхности, контролируемой прибором ПСХ-4. Введение наполнителя непосредственно в состав бетонной смеси было выполнено в процессе её приготовления.
Таблица 2.6
Дисперсность и количество наполнителя
в зависимости от состава бетона
составаДисперсность наполнителя (Sy), м2/кгКоличество
наполнителя (Н), %100200300110082010830018410010501010600110710012801012900112
В соответствии с принятым составом бетона (таблица 2.7) выполнен расчет компонентов бетонной смеси по массе ?37, 114? при В/Ц = 0,4 (таблица 2.8), произведенный по объему конструкций каждого опыта V = 1 балка + 3 призмы + 3 куба = 0,018 + 0,012 + 0,003 = 0,04 м3 с учетом коэффициента запаса 1,2.
Для армирования опытных образцов-балок использовался арматурный прокат, взятый из одной партии каждого класса. Для армирования балок применялся стержневой арматурный прокат классов А240С и А400С, а также проволочная арматура класса Вр-1. Испытания стержневого арматурного проката производилось в соответствии с требованиями ГОСТ 12004-81 [26] с целью определения условного (физического) предела текучести ?y = ?0,2 (?T), начального модуля упругости (Es) и временного сопротивления разрыву ?и (?В).
Таблица 2.7
Состав бетона на 1 м3
НаименованиеОбозначениеКоличество, кгЩебеньЩ1100ПесокП717ВодаВ140ЦементЦ350
Таблица 2.8
Количество составляющих бетона по массе на один состав
№
составаКоличество наполнителя, кг при дисперсности, м2/кгЩ, кгП, кгВ, кг Ц, кг10020030011,12--44,0028,685,6012,882-1,12-44,0028,685,6012,883--1,1244,0028,685,6012,8841,40--44,0028,685,6012,605-1,40-44,0028,685,6012,606--1,4044,0028,685,6012,6071,68--44,0028,685,6012,328-1,68-44,0028,685,6012,329--1,6844,0028,685,6012,32
Результаты испытаний, приведенные в таблице 2.9 подтвердили, что применяемая арматура соответствует требованиям ДСТУ 3760-98 [48].
Таблица 2.9
Характеристики арматурного проката
Диаметр и класс арматуры?y = ?0,2 (?T),
Н/мм2Es ? 10 - 4,
Н/мм2?и (?В),
Н/мм210 А400С44519,53540
2.2.