Ускоренный способ оценки качества цемента в бетоне и назначения состава бетона требуемой прочности

При отсутствии данных об активности имеющегося цемента рекомендуется применять ускоренный способ оценки качества цемента в бетоне и назначения состава бетона требуемой прочности [24].

Приборы и материалы

Формы для изготовления образцов 10x10x10 см по ГОСТ 22685 [25].

Лабораторная виброплощадка типа 435А или СМЖ 539 по ТУ 22- 4419, СМЖ 739 по ТУ 22-109-24.

Камера нормального твердения.

Лабораторная пропарочная камера.

Весы по ГОСТ Р 53228 [22].

Линейка стальная ГОСТ 427 [26 ].

Прессы для испытания на сжатие по ГОСТ 28840 [27].

Кельмы типа КБ по ГОСТ 9533 [28].

Противень для приготовления смеси

Цилиндрические металлические сосуды по ГОСТ 10181 [29] объемом 1 , 2 и 5дм3.

Мерные цилиндры емкостью 500, 1000 мл.

Прибор-конус для определения подвижности бетонной смеси по ГОСТ 10181 129].

Стержень для штыкования по ГОСТ 10181 [29].

Гладкий металлический лист размером не менее 100x100 мм

Форма размером 200x200x200 мм по ГОСТ 22685 [25].

Прибор конструкции Красного по ГОСТ 10181 [29].

Подготовка и проведение испытания

Для ускорения оценки качества цемента в бетоне и одновременного назначения состава бетона требуемой марки используется линейная зависимость прочности бетона от цементно-водного отношения. Делают затворение трех составов бетона с 13/Ц от 0,7 до 0,36 или соответственно с Ц/В от 1,43 до 2,8. Изготовляют контрольные образцы, которые пропаривают или выдерживают в условиях нормальной температуры и влажности, испытывают на сжатие в суточном или ином возрасте и по полученным данным строят 1рафик зависимости Re от Ц/В. Использование накопленных данных и графика позволяет установить Ц/В для получения требуемой прочности бетона в заданное время, на основе которого и определяется состав бетона.

В зависимости от наибольшей крупност и применяемого щебня или 1равия и размера контрольных образцов подготавливают необходимое количество материалов для изготовления девяти контрольных образцов трех разных составов (по три образца из каждого состава), как указано в таблице 1.12.

Указанный в таблице 1.13 расход материалов достаточен для изготовления по одной серии образцов (по 3 штуки) трех составов для испытания их в один срок (например, через 12 ч после пропаривания или в возрасте 2, 7 или 14 суток нормального хранения). При необходимости испытания бетона еще в два срока, например, после пропаривания и дополнительного твердения 27 суток, а также в возрасте 28 суток нормального твердения, количество заготовляемых материалов должно быть утроено. При другом количестве образцов в серии расход материалов соответственно уменьшают или увеличивают.

Для уточнения составов бетона по прочности, подвижности смеси или по содержанию песка рекомендуется заготовить дополнительное количество материалов.

Подготовленное количество цемента просеивают через сито с 64 отв/см2 (№09) и оставшиеся комки удаляют. Просеянный цемент помещают в жесткую тару с плотно закрывающейся крышкой.

Тонкость помола цемента определяют по ГОСТ 310.2|30].

  • 1.6.2.1 Необходимое количество щебня и песка просушивают, рассеивают по фракциям, удаляют оставшиеся куски крупнее предельных размеров и складывают в чистую тару, например:
    • -песок просеивают через сито диаметром 5 мм;
    • -щебень фракции от 5до 10 мм через сито диаметром 10 мм;
    • -щебень фракции
    • -щебень фракции
    • -щебень фракции

от 10 до 20 мм и от 5 до 20 мм через сито диаметром 20 мм;

от 20 до 40 мм через сито диаметром 40 мм;

от 40 до 70 мм через сито диаметром 70 мм.

Определяют водопоглощснис щебня (гравия), для чего из разных фракций отбирают по 3—5 или более кусков общей массой не менее 1 кг, взвешивают, укладывают их на решето и погружают в воду, уровень которой должен быть выше слоя замачиваемой пробы на высоту от 5до 7 см. Через 0,5 ч решето с пробой извлекают из воды, дают воде стечь, подождав от 0,5 до 1 часа обтирают мягкой тканью куски щебня, определяют их массу и вычисляют водопоглощснис по формуле:

р — р wI1( = ^ioo,

(1.3)

где - водопоглощение щебня, %;

Pi -масса щебня до погружения в воду, кг;

Р2 - масса влажного щебня, кг.

1.6.2.2 После подготовки материалов готовят три состава бетонной смеси: 1 -й состав с Ц/В=1,43; 2-й состав с Ц/В=2 и 3-й состав с Ц/В = 2,8.

  • 1.6.2.3 Расход материалов на замес, из которого может быть отформовано три серии образцов по три кубика размером 10x10x10 см каждого состава бетонной смеси, приведен в таблице 1.12.
  • 1.6.2.4 Отвешенные на замес материалы для каждого состава перемешивают вручную или в смесителе и устанавливают для перемешанной смеси объемную массу, подвижность, осадку конуса или жесткость.

Таблица 1.12 - Расход материалов, на один замес для изготовления девяти образцов размером 10x10x10 см

Состав

ц/в/ в/ц

Расход материалов, кг, на один замес для изготовления девяти образцов размером 10x10x10 см

цемента

песка

крупного заполнителя сухого

ВОДЫ основной

воды на поглощение крупным заполнителем

1

1,43/0,7

2,5

8,3

13,5

1,74

13,5 ---Win 100

2

2/0,5

3,6

7,5

12,3

1,8

12,3

3

2,8/0,36

7,7

4,5

10,6

2,73

10,6 ---Wui 100

Примечания

  • 1. Расход материалов на замес, приведенный по таблице, дан с некоторым избытком примерно на объём от 10 до 11 л уплотненного бетона.
  • 2. Для образцов кубов с ребром 15 или 20 см расход каждого материала находят умножением расхода, приведенного в таблице 1.13, на объем большого куба, т. е соответственно на 3,4 и 8 л. как указано в таблице 1.12.

Таблица 1.13 - Общий расход материалов для изготовления по одной серии образцов (по 3 штуки) трех составов для испытания их в один срок.

Ребро куба ,см /объем, л

Макси-мальн. крупн. заполнителя, мм

Число фракций крупного заполнителя

Расход щебня,кг - при размере фракции, мм

Расход, кг

Общая масса материала, кг

Объем плотно уложенной смеси,л

От 5до 10

От 10 до 20

От 20 до 40

От 40 до 70

всего

песка

цемента

10/1

10

1

12/100

12/100

7

5

24

10

10/1

20

1

6/50

6/50

12/100

7

5

24

10

15/3,38

40

2-3

-

20*/50

20/50

40/100

24

17

81

34

20/8

70-80

2-3-4

58*/60

-

38/40

96/100

56

40

192

80

20/8

70-80

3-4

29/30

29/30

38/40

96/100

56

40

192

80

  • * Щебень или 1равий может быть применен одной (от 5 до 10, от 5 до 20, от 5 до 40 мм), двух (от 5 до 10 и от 10 до 20; от 5 до 20 и от 20 до 40; от 5 до 40 и от 40 до 70 мм), трех (от 5 до 10, от 10 до 20 и от 20 до 40 или от 5 до 20, от 20 до 40 и от 40 до 70 мм) или четырех (от 5 до 10, от 10 до 20, от 20 до 40 и от 40до70 мм) фракций.
  • 38

Подвижность смеси в трех приведенных составах может получиться несколько различной. Однако это не окажет влияния на прочность бетона, если смесь каждого состава будет хорошо уплотнена в формах.

Из каждого состава бетонной смеси формуют по девять образцов. Смесь уплотняют на стандартной вибронлощадке до полного прекращения ее оседания, выравнивания и появления на всей поверхности цементного раствора. На форму какой-либо краской, стойкой к влажным и температурным условиям, наносят номер состава, из которого в этой форме изготовлены образцы, или навешивают металлическую бирку с выбитым номером состава.

После изготовления и двух часов выдержки шесть образцов каждого состава помещают в формах в пропарочную камеру, где подвергают тепловой обработке при атмосферном давлении ио следующему режиму:

  • а) если бетонная смесь приготовлена на портландцементе: 3 часа подъем, 6 часов выдержка при температуре изотермического прогрева от 80 °C до 85 °C и 2 часа охлаждение;
  • б) если бетонная смесь приготовлена на шлакопортландцементе или пуццола-новом портландцементе: 3 ч подъем, 8ч выдержка при температуре изотермического прогрева от 90 до 95 °C и 2 ч охлаждение.

Три оставшихся образца каждого состава выдерживают в форме в течение 1 суток при комнатной температуре.

На заводах железобетонных изделий пропаривание может производиться по принятому на заводе режиму.

1.6.2.5 Через 12 часов с момента отключения пара образцы извлекают из форм, переносят метку с формы на каждый образец и испытывают на сжатие три из шести пропаренных образцов по ГОСТЮ 180 [14].

Три оставшихся пропаренных образца каждого состава и три образца, не подвергавшихся пропариванию по освобождении из форм помещают в камеру нормального хранения для испытания в возрасте 28 сут.

1.6.2.6 Результаты испытания на сжатие кубов разных размеров должны быть приведены к прочности кубов с ребром 15 см, для чего их прочность надо умножить;

  • -на 0,95, если был испытан куб с ребром 10 см;
  • -на 1,05, если был испытан куб с ребром 20 см.

Завод или строительная площадка могут установить для своих прессов и форм другие переходные коэффициенты согласно ГОСТ 10180 [14].

По результатам испытания образцов на сжатие выводят среднюю прочность бетона каждого состава по ГОСТ 10180 [14].

Для построения зависимости R6=f(L[/B) (где R,-, - прочность бетона после тепловой обработки) по горизонтальной оси откладывают значение Ц/В, а по вертикальной - прочность в кгс/см2.

а - при пропаривании и нормальном твердения: R, - испытанного через 12 ч после отключения пара; R: - испытанного через 27 суток последующего нормального твердения; R, - нормального твердения в возрасте 28 суток;

б - при нормальном твердении: R 2 - в возрасте 2 суток; RH2s - в возрасте 28 суток кгс/см2.

Рисунок 1.6 - Прочность бетона в зависимости от цементно-водного отношения

На рисунке 1.6 а откладывают зри точки, абсциссы которых показывают Ц/В, а ординаты - полученную среднюю прочность, приведенную к прочности куба с ребром

15 см. Через отложенные точки проводят прямую, которая и является графическим изображением искомой функции.

В случае если прямая нс проходит через три точки и какая-нибудь из них по ординате отклоняется от возможного расположения на проводимой прямой с той же абсциссой более чем на 10 %, опыт должен быть повторен.

Пример построения функции R|=f(LJ/B) приведен на рисунке 1.6 а.

1.6.2.7 На заводах железобетонных изделий построение функции Ri=f(U/B) достаточно для выбора Ц/В и для получения бетона заданной прочности.

Если по остывании требуется достичь отпускную прочность бетона, равную 70 % от проектной, а, проектная прочность например 200 кгс/см2, необходимо найти Ц/В для прочности 140 кгс/см2. Для этого, через точку прочности 140 кгс/см2 на оси ординат проводят прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с прямой R i. Абсцисса точки пересечения даст искомую величину Ц/В равную 1,6 (см. рисунок 1.6а).

Если бы требовалось обеспечить полную проектную прочность сразу после остывания, линию, параллельную абсциссе, пришлось бы провести через точку ординаты 200 кгс/см2. В этом случае Ц/В = 2.

  • 1.6.2.8 Для строительных площадок, когда требуемая прочность, как правило, должна быть обеспечена к возрасту 28 суток, построение функции Ri= ЦЦ/В) недостаточно. Необходимо построить функцию Ri= f(Ц/В); с этой целью следует воспользоваться значениями М, приведенными в графах R»=f(Ri) (таблица 1.14), подсчитать величины R, при каких-либо двух значениях Ц/В, например 1,43 и 2,8.
  • 1.6.2.9 Если при испытании образцов после их пропаривания и остывания получены прочности для построения R] при Ц/В = 1,43 равные 115 кгс/см2 и при Ц/В=2,8 равные 310 кгс/см2, то при тех же значениях Ц/В для построения R.s имеем (таблица 1.14):

приЦ/В=1,43 R3 = 115^| = 182 кге/ см2

при Ц'В=2,80 R3 = 313— — 372 кге/ см2

На рисунке 1.6а приведена прямая Ri=f(R|).

Таблица 1.14-Показатели прочности бетона в зависимости от цементно-водного

отношения

Ц/В

Ri=f(Ri)

Rj=f(Ri)

R,=f(R.)

Ri=f(Ru)

Ri=f(R.<)

R2=f(R.O

М

5

cv

M

s

cv

M

5

cv

M

s

cv

M

5

cv

M

s

cv

1,43

177

44

25

158

37

23

27

10

37

44

16

36

67

14

21

116

18

15

2,00

143

23

16

131

22

17

54

10

20

71

12

20

78

11

15

115

17

15

2,50

138

24

17

123

20

17

72

12

17

96

19

20

81

13

16

112

16

14

2,80

135

22

17

120

21

18

85

16

15

110

20

18

83

14

17

110

16

14

R,M

R2 “100

R,M

Лз “loo

1 100

RUM

R'2 “loo

R3M

R1 “loo

R3M

Й2 = 100

Rlloo й« = M

R,100 й«= M

Примечание- R, -прочность пропаренного бетона испытанного через 12 ч после отключения пара; R2 - прочность пропаренного бетона испытанного через 27 суток последующего нормального твердения; R? - прочность бетона нормального твердения в возрасте 28 суток; М - средний коэффициент прочности %; S - среднеквадратическое отклонение %; Cv коэффициент вариации %.

1.6.2.10 В тех случаях, когда интерес представляет прочность пропаренного бетона через 27 суток последующего твердения в нормальных условиях, нужно построить Ro=f(Ri). Данные для этого построения приведены в таблице 1.14, где нахо

дим:

при Ц/В = 1,43 R2 = Ri — = 115— = 204 кгс/ см2

r z 1 100 100 '

при Ц/В = 2,80 R, = Rx—= 310—= 420 кгс/см2

I -V * -L -I ЛП ЮЛ '

Данные таблицы 1.14 получены на основе обобщения большого числа результатов испытаний образцов бетона, нормально твердевших в возрасте 2, 7, 14 и 28 суток, после пропаривания в суточном возрасте, дополнительного выдерживания в нормальных условиях 27 суток и определения активности цементов, на которых были изготовлены бетонные образцы.

На рисунке 1.6 а приведена прямая R2=f(R i).

  • 1.6.2.11 Приведенные расчеты, выполненные с привлечением данных таблице 1.14, проверяются в последующем при испытании образцов, выдержанных после пропаривания 27 суток в нормальных условиях, и образцов, нс подвергавшихся пропариванию, выдержанных в нормальных условиях 28 суток.
  • 1.6.2.12 Для проверки активности примененного для бетона цемента используется зависимость Ri=f(Ru) (таблица 1.14).

Поскольку Ri как функция R„ может быть выяснена при разных значениях В/Ц, следует принять то из них, которому соответствует наименьшая величина коэффициента вариации; Су =15 % и является наименьшей величиной. Ru найдем из частного от деления R, при ЦВ = 2,80 на 85 (см. таблицу 1.14), а именно;

Ri-100 310-100

Кц = —--= 365 кге/ см2

оэ оэ

В условиях монолитного строительства испытание цемента в бетоне и нахождение В/Ц может быть выполнено без ускорения твердения бетона пропариванием.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >