Визначення середньої щільності різних будівельних матеріалів

Лабораторна роботи №6

 

Тема: «Випробування  будівельних розчинів»

1. Визначення складу складного розчину за таблицями, розрахунок кількості матеріалів для замісу.

Мета роботи: навчитися визначати кількість складових частин розчину з заданою маркою і рухомістю.

Прилади, інструменти, матеріали, обладнання:

1. Чашка сферичної форми для приготування розчинної суміші.
2. Секундомір.
3. Конус стандартний для визначення рухомості розчинної суміші.
4. Ваги технічні з важками.
5. Сталевий стрижень (штриховка) d = 10-12 мм.
6. Совок.
7. Мірна лінійка для води.
8. Лопатка для перемішування суміші.

 

Хід роботи

Підібрати склад складного  розчину, виходячи з його призначення, марки і заданої рухомості  розчинної суміші.

Для розрахунків необхідно  знати середню щільність і  марку цементу, середню щільність  вапна (приймають ), зерновий склад і сипну щільність піску.

За розрахунковими формулами  підбирають склад складного розчину. Обчислюють витрати цементу на 1 піску.

 

де  - витрати цементу, кг;

- марка розчину,  приймають ;

- марка цементу;

K = 1 – для портландцементу (K = 0,88 для іншого цементу).

 

Витрати цементу на 1 піску:

 

де  - сипка щільність цементу ().

 

Витрати вапняного тіста  на 1 піску:

 

де  - об’єм вапна      = 0,17(1-0,002),

 – середня щільність вапна   = 1400 кг/.

 

Витрати води обчислюємо:

 

де  - витрати цементу і вапна;

- середня щільність вапна.

Склад складного розчину  за об’ємом:

 

де 1 – одна частина цементу,

 – частина вапна,

 – пісок.

 

За визначеною кількістю  матеріалів готують пробний заміс (на 5 л.) і перевіряють задану рухомість  розчину (дивись п.1)

Далі склад складного  розчину треба установити по таблиці 1.

 

Марка цементу	Склад по об’єму розчинів, марок
	100	75	50	25
	Цементно-вапняний розчин
500	1:0,5:5,5	1:0,8:7	-	-
400	1:0,4:4,5	1:0,5:5,5	1:0,9:8	-
300	1:0,2:3,5	1:0,3:4	1:0,6:6	1:1,4:10
200	-	1:0,1:2,5	1:0,3:4	1:0,8:7
Цементний
500	1:5,5	1:6	-	-
400	1:4,5	1:5,5	-	-
300	1:3	1:4	1:6	-
200	-	1:2,5	1:4	-

 

2. Приготування розчину, визначення його рухомості

 

Розрахувавши витрати  матеріалів готують пробний заміс.

У чашу завантажують зважені  відповідно до розрахунків пісок і цемент і перемішують їх протягом 30 сек., потім до суміші додають воду і знову перемішують 5 хв.

 

Рухомість розчинної суміші визначають зануренням стандартного конуса (див.мал.)

 

 

Приготовлену розчинну суміш  перекладають у конічну посудину приблизно на 1 см. нижче її країв  і штикують по всій поверхні 25 разів стрижнем d = 10…12 мм., потім 5-6 разів струшують, злегка вдаряючи посудиною об стіл, ставлять посудину на столик приладу і опускають рухомий стрижень з конусом, який має масу 300 г, висоту 145 мм, діаметр 75 мм. Вістря конуса опускають до поверхні розчинної суміші і закріплюють стрижень приладу.

Потім гвинти відпускають  і дають можливість конусові вільно занурюватись в розчинну суміш.

Глибину занурення конуса обчислюють як різницю між показниками  шкали з діленням в см. Значення рухомості розчину в см. обчислюють як середнє арифметичне двох випробувань.

Для визначення заданої рухомості  розчину корегують склад розчину, вводячи до пробного замісу додатки  або 5-10% піску, або 5-10% цементу і води від їх витрат на пробний заміс.

 

Контрольні питання:

 

1. Яку суміш називають будівельним розчином?
2. Як визначають рухливість розчинної суміші?
3. Які ефективні мінеральні добавки вводять в цементі розчини?
4. Як позначають склад розчину?

 

Лабораторна робота №7

Тема: «Визначення  марки бітуму»

Мета роботи: навчитися визначати якість, марку бітумів для правильного їх застосування.

Прилад, обладнання, матеріали, інструменти:

1. Сушильна шафа.
2. Чашка.
3. Сито з отворами 0,6…0,8 мм.
4. Пенетрометр.
5. Металева чашка h=35 мм.
6. Латунні збірні форми (у вигляді вісімки).
7. Прилад «кільце і куля».
8. Термометр.
9. Грілка.
10. Бітум, бензин, протирка.

 

1. Випробування в’язкості бітуму

 

Підготовчі роботи.

Перед визначенням показників фізико-механічних властивостей бітуму, його необхідно зневодити, для чого пробу в чашці кладуть в сушильну шафу і доводять до рухомого стану, нагріваючи тверді і напівтверді бітуми до температури 120-180ºС.

Потім розплавлений бітум  цідять крізь сито з отворами 0,6…0,8 мм. і ретельно переміщують до повного  знищення бульбашок повітря. Потім  бітум розливають в металеві циліндричні  чашки і в форми (вісімки).

Хід роботи

В’язкість бітуму визначають за допомогою стандартного приладу пенетрометра. За глибиною проникнення в бітум голки приладу під навантаженням 1Н протягом 5 сек. при температурі 25ºС судять про в’язкість бітуму. В’язкість виражається в градусах, причому 1ºС відповідає глибині проникнення голки 0,1 мм.

Підготовлену чашку з  бітумом вміщують у ванну з  водою, нагрітою до tº=25ºС на одну годину. Висота шару води над бітумом повинна бути не менше 25 мм.

Через годину чашку з бітумом  вміщують в кристалізатор, наповнений водою з t=25ºС; ставлять на столик пенетрометра. Підводять вістря голки приладу d = 0,14-0,16 м., l = 50,8 мм. до поверхні бітуму, щоб голка лише затикалася в бітум і закріплюють її. Кремальєру приладу доводять до верхньої частини стрижня приладу і стрілку ставлять на нуль. Після цього одночасно запускають секундомір і натискують на стопорний прилад, даючи голці вільно входити в бітум протягом 5 секунд. Після того, як час вийде, кнопку відпускають. Потім доводять нижню частину кремальєри до верху стрижня з голкою і стрілка, пересуваючись разом з кремальєрою, показує відстань-градуси, пройдені голкою за 5 секунд.

Визначення повторюють тричі  в різних точках на поверхні бітуму, віддалених одна від одної і країв  чашки не менше ніж на 10 мм.

Середнє арифметичне цих  визначень дає значення проникнення  в градусах, що відповідає глибині  проникнення голки в десятих  долях міліметра, або в’язкість  бітуму.

 

2. Визначення температури розм’якшення бітуму.

Температура розм’якшення дозволяє судити про відносну теплостійкість і ступені розм’якшення бітумів  під час нагрівання. Температуру  розм’якшення визначають на приладі  «Кільце і куля».

 

Підготовчі роботи.

Латунні кільця d = 16 мм. укладають  на металеву пластинку приладу і  змазують сумішшю тальку з гліцерином. Потім заповнюють кільця розплавленим і перемішаним протягом 15 хвилин бітумом з деяким надлишком.

Після охолодження надлишок бітуму зрізують нагрітим ножем на рівні з краями кільця і встановлюють над отворами на середній пластинці приладу. Термометр встановлюють в середній отвір верхньої пластинки точно по вісі так, щоб ртутна кулька була на нижньому рівні кільця.

Все це ставлять в склянку, наповнену дистильованою охолодженою  до tº = 5ºC водою. Через 15 хв. прилад виймають із склянки і на кожне кільце в центрі поверхні бітуму кладуть сталеву кульку d = 9,5 мм., масою 3,45-3,55 г. Прилад вміщують в ту ж склянку.

Малюнок 1. Зовнішній вид приладу для визначення розм’якшення бітумів.

1 – латунні кільця d = 15,88 мм., h = 6,25 мм;

2 – куля d = 9,5 мм;

3 – термометр;

4 – склянка з водою.

Хід роботи

Склянку з приладом ставлять на азбестову сітку, нагрівають на газовій  горілці так, щоб швидкість підйому  температури складала 5ºС/хв. Під час нагрівання бітум пом’якшується і сталева кулька разом з бітумом проходить крізь отвір кільця. Температура, при якій деформується бітум під дією маси кульки і дотикається нижнього диску приладу, приймають за температуру розм’якшення. Якщо температура розм’якшення бітуму за методом «кільце і куля» буде, наприклад 70ºС, то скорочено записують 70º «К і К». Коли температура бітуму вище 80ºС, прилад заповнюють не водою, а гліцерином, зразок перед випробуванням витримують протягом 15 хв. при температурі 32ºС. Дивись малюнок 2.

Малюнок 2. Змінення положення кулі у приладі «кільце і куля» під час проведення дослідження.

 

Випробування проводять  двічі і температуру розм’якшення обчислюють як середнє арифметичне  двох визначень.

За результатами трьох  таких випробувань, знаючи в’язкість, розтяжність і температуру розм’якшення бітуму, за таблицею визначають марку  і вид бітуму.

Для визначення марки бітуму та їх виду – шляхові, будівельні або  дахові бітуми необхідно користуватися  таблицею 1.

 

Контрольні питання:

 

1. Які матеріали належать до бітумних?
2. Чим користуються для характеристики в’язкості бітумів?
3. Що характеризує температура розм’якшення бітуму?
4. Як визначають марку бітуму?

 

Фізико-механічні властивості нафтових бітумів

Таблиця №1

Марка бітуму	Глибина проникнення голки  при 25ºС 0,1 мм.	Розтяжність при 25ºС, см. не менше	Температура
			розм’якшення ºС не нижче	спалаху, ºС не нижчу
Будівельні бітуми
БН 50/50 БН 50/50 БН 50/50	41-60 21-40 5-20	40 3 1	50 70 90	220 230 240
Дахові бітуми
БНД 45/180 БНД 90/40 БНД 90/30	140-220 35-45 25-3	не нормується не нормується не нормується	40-50 85-95 85-95	240 240 240
Шляхові бітуми
БНШ 200/300 БНШ 130/200 БНШ 90/130 БНШ 60/90 БНШ 40/60	201-300 131-200 91-130 61-90 40-60	- 65 60 50 40	35 39 43 47 51	200 220 220 220 220