Определение водопоглощения пористого щебня (гравия)

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 2V_ц.

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 (G_п) 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 В_доп - 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.