Қазақстан құрылыс экономикасында бетонның алатын орны және оның даму перспективалары тақырыбында

 

 

 

 

 

 

Толтырғыштарды сынау әдістері.

Толтырғыштардың түйіршікті құрамын, ірілік модулін анықтау мақсаты

Толтырғыштың түйіршіктік құрамы толтырғышта түрлі мөлшердегі түйіршіктердің болуымен сипатталады. Оны толтырғыштан алынған сынама мөлшерін 0,14 – 70 мм стандарттық електер арқылы елеп анықтайды. Түрлі мөлшердегі түйіршіктері бар қатардағы толтырғыш және өзара жақын мөлшердегі түйіршіктерді қамтитын жеке фракцияларға, мысалы, 5 – 10 немесе 20 – 40 мм жіктелген фракциондалған толтырғыштар болып екіге бөлінеді. Толтырғыш ең кіші және ең үлкен ірілігімен сипатталынады, оны мөлшері ең кіші немесе ең үлкен түйіршіктерімен сипаттайды. Егер толтырғыш құрамында барлық мөлшердегі түйіршіктер ең кішісінен ең үлкеніне  дейін бар болса, онда түйіршік құрамын үзіліссіз деп атайды. Егер толтырғышта қайсібір аралық мөлшердегі түйіршіктері жоқ болса, онда мұндай түйіршік құрамын үзілісті деп атайды.

Толтырғыш қуыстығы өзінің түйіршіктік құрамымен тікелей байланысты, тығыз салыну мүмкіндігімен анықталады. Толтырғыш қуыстылығы маңызды сипаттама болып есептеледі, себебі оның мөлшеріне шамада цемент шығыны және бетонның басқа да қасиеттері байланысты болады. Толтырғыштың қуыстығы 20-дан 50%ға дейінгі аралықта ауытқиды. Әдетте, бетонға бірнеше фракциядан тұратын және қуыстығы ең аз толтырғыштарды қолдануға тырысады.

Толтырғыш мықтылығы тек оны алуға қолданған тау жынысының мықтылығымен ғана емес, түйіршік ірілігімен де анықталады. Тау жынысы мұжылғанда немесе ұсатыларда оның қирап бұзылуы структурасының ақаулы жері бойынша жүреді де, жоғарылай түскендей болады. Табиғи құмның қысқандағы және созғандағы мықтылығы, әдетте, ерітіндінің немесе йемент тасының мықтылығына қарағанда анағұрлым артық. Мықты тау жынысынан алынған ірі толтырғыштың мықтылығы да ерітіндіден басым болады.

Ірі толтырғыштың мықтылығы неғұрлым төмен болса, соғұрлым бетон мықтылығының мүмкіндік шегі төмен, және де оның мағынасы бетондағы толтырғыш мөлшеріне байланысты. Толтырғыш мөлшері көбейген сайын, біртіндеп бетон мықтылығы да жоғарылай түседі.

Ең аз цемент шығынында берілген мықтылықтағы бетон алуға толтырғыштың түйіршіктік құрамы шешуші әсерін тигізеді. Бетонда байланыстырушы цемент қамыры әрбір түйіршіктер бетін қаптауға және олардың аралық қуыстығын толтыруға шығындалады. Идеалдық жағдайда ең аз цемент шығынына толтырғыш түйіршіктерінің меншікті беті де және өзаралық қуыстар көлемі де минимумға тырысқанда ғана қол жетеді. Неғұрлым толтырғыш ірі болса, соғұрлым оның меншікті беті аз болады. Мысалы, толтырғыштың абсолюттік көлемін 1 м3 тең етіп есептегендегі ірілігі 10 – 20 мм  түйіршіктер араласының меншікті беті 400 м2  құрайды, ірілігі 2,5 – 5 мм түйіршіктер үшін ол 1600 м2  тең, ал ірілігі 0,05 – 0,16 мм шаңтәрізді түйіршік үшін – 160 000 м2.

Толтырғыштардың теориялық түйіршіктік құрамының қисық сызығын Боломей ұсынған формула бойынша салуға болады: 

Мұндағы p - ірілігі d мм дейінгі материал бөлігі барлық материал массасынан %; Д – толықтырушы түйіршігінің ең ірісі, мм; m – толтырушылар тегіне және бетон араласпасының жұмсақтығына байланысты болатын коэффициент, m = 8+12.

Толтырушылардың ірілік модулін анықтау

Толтырушылардың ірілік модулі олардан байқауға алынған кішкентай бөліктерін стандарттық електер жинағы арқылы елеудің нәтижесі бойынша анықтайды. Стандарттық електер жинағы 10 електен тұрады, тортесік мөлшері, мм: 70; 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14. Майда толтырғыштың түйіршіктік құрамын анықтау үшін тор тесік мөлшері 5 – 0,16 мм електерді қолданады, ал ірі толтырғыштар үшін 5 – 70 мм електерін.

Толтырғыштардың түйіршіктік құрамын ондағы түрлі фракциялардың процентпен есептегендегі мөлшерімен сипаттайды. Түйіршіктердің ең үлкен ірілігіне байланысты ірі толтырғышта мынандай фракциялар болуы мүмкін : 5-10(3/10); 10/20; 20/40; 40/70; 70/120.

Толтырғыштың түйіршіктік құрамы цемент шығынына және бетон тығыздығына әсерін тигізеді. Құмның неғұрлым қуыстық көлемі және түйіршіктерінің меншікті беті аз болса, солғұрлым йемент шығыны үнемділеу болады. Құмның ірілігін оның ірілік модулімен сипаттайды. Ірілік модуль деп майда толтырғышты мөлшері 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14 мм стандарттық електер жинағы арқылы елегендегі електердегі толық қалдықтардың қосындысын 100 бөлгендегі нәтижесін айтады:

                  Mk=(A2,5 + A1,25 + A0,63 + A0,315 + A0,14) /100

Майда құм, түйіршік беттері үлкен болатындықтан, бетонның суқажеттілігін асырады, жобалық маркасын қамтамасыз ету үшін цемент шығынын 8 – 10 % жоғарылатады.

 

Құмның түйіршік құрамын анықтау.

Зертханалық жұмыс жасауға қолданылатын материялдар және құмның түйіршік құрамын анықтау: елегіштің түрлері, құм, оны темп. 100-105 0 С зертханалық  кептіргіште тұрақты салмағына дейін кептіріп одан 1кг құмды бөліп алады. Өлшеніп алынған 1кг құмды тор көзі 5; 2,5: 1,25: 0,63; 0,315; 0,16 мм елегіштен елеп өткізіп, әрбір елегіште өтпей қалған құмды таразымен өлшеп, қалдықтардың елегіштегі салмағын бастапқы салмағына /1кг/ қанша болатынын процентпен есептейді. Елегіштегі қалған жеке қалдықты төмендегі келтірілген формуламен есептейді.

Аi =Mi /M*100%

Мұндағы: Аi - елегіште қалған жеке қалдық, Mi -елегіште қалған құмның салмағы; М-еленген құмның бастапқы салмағы.

Содан кейін елегіште қалған әрбір құмның жеке салмағын процентпен есептеп, оның толық салмағын анықтайды. Әрбір елегіште қалған толық қалдық деп жеке ірі елегіштегі толық қалған қалдықтардың қосындысы және берілген елегіштегі қалған жеке қалдықтың қосындысын айтады.

Аi = ∑a2.5 +∑a 1.25 + ∑a 0.63 + ∑a 0.315 + ∑a 0.16

 

Жарықшақ малта тастың бетонға қажетті қасиетін анықтау.

Зертханалық жұмыс жасауға қолданылатын материялдар: жарыұшақ немесе малта тастар, ірі толтырғыштарды елейтін стандартты елегіш.

Ауыр бетонға жарықшақ немесе малта тастар дайындалады. Ал жеңіл бетоннан қабырға, қабат аралық, қалқа т.б. конструкциясын жасауға жасанды кеуекті керамзит, аглопарит, жасанды пемза, перлит сияқты толтырғыштар қолданылады.

Тығыз, жарықшақ тастардың түйіршікті құрамын анықтау.

Ірі толтырғыштардың түйіршіктік құрамы бетон араласпасының сапасына және физика механикалық қасиетіне ықпалын тигізеді. Толтырғыштардың сапалы түйіршік құрамы әртүрлі мөлшердегі түйіршіктерден құралса оның қуыстылығын азайтады, бетонға керекті цемент шығыны азаяды., бетонның жобаланған беріктік құрамы қамтамасыз етіледі.

Жарықшақ тас түйіршіктерінің құрам мөлшері ең ірі және ең майда түйіршік диаметрінің арқылы сипатталады.

Тәжірибе барысында 10кг жарықшақ тасты алып, оны стандартты електер арқылы тор көздері 70, 40, 20, 10 және 5мм болатын елегіштерден өткізеді. Әрбір елегіште өтпей қалған тас түйіргіктердің жекеше және толық қалдықтарының салмағын өлшеп, оны процентпен формула арқылы есептеп анықтайды. Әрбір елегіште қалған жекеше қалдықтардың қосындысына қатынасын ½ қатынасын формула бойынша есептейді.

 

 

Жасанды кеуекті толтырғыштардың түйіршіктік құрамын анықтау.

Кеуекті толтырғыштардың мөлшерлік құрамын МСТ/ГОСТ талаптары бойынша МСТ 9758-77, 9759-83, әдістерімен анықтайды. Толтырғыштардан 5кг өлшеп алып , оны тор көз мөлшері 40; 20; 10; 5; 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,16 мм елегіштерден елеп өткізіп, әрбір жеке елегіште қалған толтырғыштардың салмағын өлшейді. Содан кейін толық қалдықтарын дәлдігі 0,1% - ке дейін келтірілген формуламен анықтайды.

 

Ірі толтырғыштардың үйінді тығыздығын және түйіршік аралық қуыстығының көлемін анықтау.

Зертханалық жұмыс жасауға қолданылатын материялдар: жарықшақ немесе малта тас цилиндр, металл, тор көз мөлшері 40 мм елегіш.

Бетондағы ірі толтырғыштардың қуыс көлемі жоғарылаған сайын, оны толтыру үшін құм және цементтің шығыны көбейді. Сондықтан жарықшақ және малта тастардың қуыстылығы 45-тен жоғары болмауы қажет. Қуыстылығы азайған сайын, толтырғыштардың сапасы жоғарлайды. Тығыз және кеуекті толтырғыштардың үйінді тығыздығын анықтау белгілі ыдыста толтырғыштарды тәжірибеге қолданылады. Толтырғыштардың үйінді тығыздығын анықтау белгілі ыдыста жүргізілед де, ыдыстың көлемі бойынша мөлшері тотырғыштың ірілігіне байланысты құмға 0,5... 2л- ге дейін ірілігі 10мм толтырғышқа 5-тен болмауы керек, 20мм-ге 10л, 40 мм-ден және ірілігі 50л ыдыстар қолданады. Тәжірибедегі көлем мөлшері белгілі металл ыдыстың салмағын өлшейді. Көлем мөлшері белгілі металл ыдысты жарықшақ немесе аталған толтырғышпен толтырып, ыдыстың деңгейін артық жетін сызғышпен немесе басқа затпен бөліп алып тастайды да ыдысты толтырғышпен бірге өлшейді., содан соң толтырғыштың орташа тығыздығын есептеп шығады.

P0= M1- M2 / V            (кг/м3)

Көлем мөлшері белгілі шыны цилиндрмен суды өлшеп алып, оны толтырғышы бар ыдысқа толтырып құяды. Толтыруға кеткен су көлемі толтырғыштардың обсолюттік қуыс көлемін көрсетеді.

Толтырғыштардың суды өзіне жұқтырып алған ылғалдылығынан есепке алмайды, оның салыстырмалы қуыс көлемін төмендегі формуламен есептейді.

Vk = Vaab / V*100%

Қуыстың көлемге байланысты тотырғыштардың сапасына қорытынды жасайды.

 

Ірі кеуекті толтырғыштардың беріктігін анықтау./цилиндрде сығымдау/

Кептірілген кеуекті толтырғыштардың сынаққа жігінген көлем мөлшері 2дм3 /2л/ өлшеп алып, оны биіктігі 100мм биіктіктен табаны бар болат уилиндрге қалақпен тегістегенде және пуассонды қондырғыда, оның төменгі белгі сызығы цилиндрдің бет деңгейімен теңесуі керек. Содан кейін пуассоны бар цилиндрді сынау үшін гидравликалық престің алаңына орналастырып толтырғыштарды пуассонмен 20мм тереңдікке дейін сығымдайды, осы сәттегі моменттер көрсеткен санды жазады.

Сынақ жүргізгенде пуассонға түскен салмақ күшінің өсу жылдамдығы 0,5-1мм/сек-тан аспауы керек.

Толтырғыштың цилиндрдегі сығымдалған беріктігін төменгі формуламен анықтайды.

Rc.b.= P/ Fц      кгс/см2

Мұндағы: Rc.b. -толтырғыштарды сығымдаған пуассонның жоғары сызық белгісіне дейінгі күш салмағы , кг;  Fц - цилиндрдің көлденең қима ауданы, см2;  Екі сынақтағы есептен көрсетілген орташа арифметикалық санды көрсеткіш беріктігі ретінде жазады.

 

Жарықшақ тастың жарылу беріктігін анықтау.

Жарықшақ тастың жарылу беріктігін төмендегі келтірілген формуламен есетейді.

Rж.б. = P / F

Мұндағы: P -жарылу күші, кг;

               F - бөлшектің жарылған қима ауданының көлемі, см2.

 

 

 

Орташа тығыздық салмағын және ылғалдылығын анықтау.

Зертханалық жұмыс жасауға қолданылатын материялдар: құм металдан алынған көлем мөлшері, белгілі өлшем ыдыс, кептіргіш.

Тәжірибені жүргізу тәртібі: Өлшем ыдысты құрғақ күйде салмағын өлшеп, сонан соң оны сумен толтырып массасының айырмашылығы арқылы дәл көлемін анықтайды.

Ыдыстың суын төгіп оны электр плитада кептіреді. Өлшем ыдысты ылғал құммен бет деңгейімен бірдей етіп тегістеп таразыға қойып орташа тығыздық салмағын анықтайды. Т 100-110 0С тұрақты салмағына жеткізіп кептіріп, ылғалдылығын төменгі келтірілген формуламен анықтайды.

W = Mылғ – Mкен / Mкен *100%

Ыдысты кепкен құммен толтырып бет жағын ыдыс деңгейімен тегістеп таразыға қойып салмағын өлшеп құрғақ күйіндегі тығыздығын анықтайды.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

1. А.В. Воробьев Құрылыс материялдарының жалпы курсынан практикумы. М «Жоғарғы мектеп» , 1987ж
2. Құрылыс материялдары жөніндегі МС/ ГОСТ/
3. Құрылыс материялы жөніндегі оқу құралдары және оқулықтары
4. Л.Н. Попов Құрылыс материялдары мен бұйымдарын лабараторияда сынау «Жоғары мектеп» 1984ж.