Общие сведения. Пористые заполнители обладают значительным водопоглощением и при введении их в смесь отсасывают из цементного раствора часть воды. Наиболее интенсивно этот процесс происходит в первые 10-15 мин после приготовления бетонной смеси, причем количество воды, отсасываемое заполнителем, зависит от состава бетонной смеси. Оно увеличивается в литых и подвижных смесях при высоких значениях водоцементного отношения и уменьшается в жестких бетонных смесях при низких значениях водоцементного отношения. Обычно величина водопоглощения пористого заполнителя в бетонной смеси на 30-50 % ниже его водопоглощения в воде, так как на первое оказывает влияние водоудерживающая способность цементного теста.
Чтобы компенсировать влияние водопоглощения пористого заполнителя и сохранить подвижность бетонной смеси, приходится увеличивать расход воды. Степень повышения водопотребности бетонной смеси будет зависеть от расхода легкого заполнителя и его водопотребности: чем выше водопотребность заполнителя, тем больше расход воды для получения определенной подвижности бетонной смеси. Водопоглощение пористого заполнителя существенно влияет на водоудерживающую способность бетонной смеси, уменьшая склонность к расслаиванию у литых и подвижных смесей и позволяя применять смеси с высоким водоцементным отношением.
|
|
Аппаратура. Мерный сосуд, сушильный шкаф, сито № 15, весы, мерный сосуд.
Проведение испытания. В зависимости от размера зерен заполнителей из средней пробы отбирают образцы в следующем количестве: при размере до 10 мм-2 дм3, до 20 мм-3 дм3, до 40 мм-5 дм3.
Образец высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу и для выделения песка просеивают 2-3 мин через сито с размером ячейки 15 мм. Остаток на сите разделяют на две части, взвешивают и каждую пробу засыпают в сосуд с водой комнатной температуры. В случае всплывания зерен заполнителя на поверхность воды на образец устанавливают пригруз. Уровень воды в сосуде должен быть выше уровня заполнителя на 20 мм. В таком положении образец заполнителя выдерживают в зависимости от технических требований 1 или 48 ч. По истечении этого срока образец вынимают из воды, вытирают мягкой тканью и сразу взвешивают.
Обработка результатов. Водопоглощение пористого заполнителя , % по массе, вычисляют по формуле
(1.12)
где G1 – масса сухой пробы, г;
G2 – масса пробы после водонасыщения, г.
Водопоглощение пористого заполнителя определяют два раза, используя каждый раз новую пробу заполнителя, и вычисляют среднеарифметическое значение.
|
|
Результаты опытов заносят в таблицу 1.4.
Таблица 1.4.
Результаты опытов по определению водопоглощения пористых заполнителей
Наименование материала | № опытов | Размер зерен заполнителя, мм | Масса сухой пробы G1, г | Масса водонасы-щенной пробы G2, г | Водопоглощение щебня (гравия), % | Среднее значение, % |
Следует отметить, что при приготовлении бетонной смеси пористые заполнители, поглощая воду из смеси, снижают ее удобоукладываемость.
За 15-30 мин водопоглощение пористого заполнителя в цементном тесте может достигнуть значения 50-70 % его водопоглощения в воде. Поэтому возникает необходимость определения водопоглощения пористого щебня (гравия) в цементном тесте. Ниже описывается методика определения водопоглощения пористого щебня (гравия) в цементном тесте и определение дополнительной водопотребности пористого песка.
Определение водопоглощения пористого щебня (гравия) в цементном тесте. Для проведения испытаний из средней пробы выбирают 10-25 зерен щебня (гравия) и взвешивают. Затем приготовляют цементное тесто, водоцементное отношение которого равно водоцементному отношению намечаемой к приготовлению бетонной смеси. Выбранные зерна пористого щебня (гравия) тщательно перемешивают с этим цементным тестом и выдерживают в течение 15 или 30 мин.
Затем зерна пористого щебня (гравия) извлекают из теста, слегка очищают мягкой тканью, взвешивают и высушивают в сушильном шкафу при температуре 105-110 °С до постоянной массы.
Обработка результатов. Водопоглощение пористого щебня (гравия) в цементном тесте, %, вычисляют по формуле
(1.13)
где G0-первоначальная масса образца, г;
G1 - масса образца в цементном тесте, г;
G2- масса образца в цементном тесте после высушивания, г;
В/Ц- водоцементное отношение цементного теста.
Результаты опытов заносят в таблицу 1.5.
Таблица 1.5.
Результаты определения водопоглощения пористого щебня (гравия) в цементном тесте
Наи-мено-вание мате-риала | № опытов | Размер зерен запол-нителя, мм | Коли-чество отобран-ных зерен | Водоце-ментное отношение, В/Ц | Перво-начальная масса образца G0, г | Масса образца в цементном тесте после высуши-вания G1, г | Масса образца в цементном тесте после высуши-вания G2, г | Водопог- лощение запол-нителя в цементом тесте Wводопог, % |
Определение дополнительной водопотребности пористого песка. Для проведения испытания приготовляют цементный раствор состава 1:2 по объему на основе пористого песка. Для этого берут 200 г цемента и определяют его абсолютный объем:
, (1.14)
где ρ ц - истинная плотность цемента (3,1 г/см3).
Исходя из этого объем пористого песка должен быть равен величине 2Vц.
Затем определяют массу необходимого пористого песка:
(1.15)
где ρ п - плотность зерен песка в цементном тесте, г/см3.
Затем 200 г цемента и взвешенное количество песка (Gп) засыпают в сосуд, смоченный водой, и перемешивают. После этого в смесь добавляют воду, перемешивают в течение 5 мин и выдерживают 15 мин. Полученным раствором заполняют конус встряхивающего столика до половины высоты, штыкуют 15 раз, затем заполняют его полностью и штыкуют еще 10 раз, заглаживают поверхность раствора, снимают конус и раствор встряхивают 30 раз. При диаметре расплыва конуса по нижнему основанию 170 мм опыт считается законченным. В противном случае опыт повторяют с увеличенным или уменьшенным количеством воды. При расплыве конуса менее 170 мм в смесь добавляют воду, не приготавливая новый раствор. В конце опыта фиксируют количество воды, израсходованной на приготовление раствора (V1).
|
|
Вышеприведенный опыт аналогичным образом повторяют с применением кварцевого песка взамен пористого. Фиксируют расход воды на раствор во втором опыте (V2). Затем определяют разницу в расходах воды в первом и втором опытах V1- V 2.
Дополнительную водопотребность пористого песка вычисляют по формуле
(1.16)
где Вдоп - дополнительная водопотребность пористого песка, %;
V1 - водопотребность растворной смеси на пористом песке, мл;
V2 - водопотребность растворной смеси на кварцевом песке, мл;
V п - абсолютный объем пористого песка, израсходованного на смесь, дм3.
Результаты опытов заносят в таблице 1.6.
Таблица 1.6.
Результаты определения дополнительной водопотребности пористого песка
Первый опыт | Второй опыт | Дополнительнаяводопотребность пористого песка Вдоп, % | |||||||||||||||
Наименование материала | Количество цемента, г | Истинная плотность цемента рц, г/см3 | Абсолютный объем цемента Vц, см3 | Объем пористого песка, см3 | Плотность зерен пористого песка в цементом тесте рц, г/см3 | Масса пористого песка Gп, см3 | Расход воды на смесь V1, см3 | Диаметр расплыва конуса, мм | Количество цемента., г | Истинная плотность цемента рц, г/см3 | Абсолютный объем цемента Vц, см3 | Объем кварцевого песка, см3 | Плотность зерен кварцевого песка рц, г/см3 | Масса кварцевого песка, г | Расход воды на смесь V2, см3 | Диаметр распылава конуса, мм | |
|
|
Осн. литература: 1[55 – 79]
Доп. литература: 7 [15 – 80], 9 [25 – 40]
Контрольные вопросы:
1. Методика определения водопотребности песка.
2. Каково влияние удельной поверхности песка на его водопотребность?
3. Методика оценки качества керамзита в бетонной смеси.