Лабораторная работа №11. «Ускоренное испытание на долговечность. Определение характеристик пластично-вязких материалов»
|
Скачать 334.9 Kb.
|
«Определение характеристик пластично-вязких материалов». Пластометры и другие приборы. Стандартные технические методы оценки пластично-вязких свойств пастообразных материалов можно разделить на следующие группы: - методы и приборы, основанные на проникании наконечника правильной геометрической формы в испытуемый материал – пестик и игла для цементного теста, конус для строительных растворов, пенетрометр для битумов, консистеметр для теплоизоляционных мастик; - методы определения осадки и расплыва массы, которой сначала придана правильная геометрическая форма (бетонная смесь, цементный раствор, гипсовое тесто); - методы и приборы для измерения времени, необходимого для того, чтобы испытуемая масса заняла определенный объем под действием вибрирования (технический вискозиметр). Бетонная смесь также характеризуется структурными показателями, такими как плотность и пористость. Плотность – отношение массы уплотненной бетонной смеси к ее объему. Плотность определяется в цилиндрическом сосуде емкостью 5 л – при наибольшей крупности заполнителя до 40 мм, - и 15 л, если этот показатель превышает 40 мм. Для ускоренного контроля плотности на производстве допускается проводить определения в формах, используемых для изготовления контрольных образцов бетона. Пористость бетонной смеси определяют расчетным или экспериментальным методами по ГОСТ 10181-2000. Предусмотрено определение объема вовлеченного воздуха и объема межзерновых пустот в бетонах на пористых заполнителях и в крупнопористых бетонах. Расслаиваемость бетонной смеси также является ее структурной характеристикой. Ее определяют по показателям растворо- и водоотделения. Раствороотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность при динамическом воздействии, определяют сопоставлением содержания растворной составляющей бетонной смеси в нижней и верхней частях свежеотформованного образца размером 200×200×200 мм. Для этого после уплотнения бетонной смеси в течение времени равном 10Ж с, (Ж – жесткость смеси, с), а для подвижных смесей в течение 25 с, верхний слой смеси, высотой 10 см из формы отбирают. Затем смеси нижнего и верхнего слоев взвешивают и подвергают мокрому рассеву на ситах с отверстиями 5 мм. Фракцию более 5 мм отмывают, высушивают, взвешивают. Содержание растворной части в верхней и нижней части уплотненной бетонной смеси, %, рассчитывают по формуле. Водоотделение бетонной смеси, характеризующее ее связность в состоянии покоя, определяют после ее отстаивания в цилиндрическом сосуде в течение определенного промежутка времени. Смесь в сосуде предварительно уплотняют по ГОСТ 10180-90. Уровень бетонной смеси должен быть на (10±5) мм ниже верхнего края сосуда. Сосуд накрывают стеклом (паронепроницаемым материалом) и оставляют в покое на 1,5 ч. Затем пипеткой отбирают отделившуюся воду, собирают в стакан и взвешивают. Водоотделение характеризуют, как отношение объема отделившейся воды к объему исходной бетонной смеси. Некоторые строительные материалы – растворные и бетонные смеси, мастики, краски и др. – представляют собой пастообразные массы различной густоты. Чтобы такие материалы плотно укладывались в форму (опалубку) или хорошо сцеплялись с поверхностью конструкции, не сползая (не стекая) с нее, они должны обладать определенными свойствами. Для оценки таких свойств используют реологические методы и приборы. Реология – наука о деформациях и текучести веществ. Объект реологии – жидкие и пластичные вещества. Жидкостями в реологии считаются вещества, которые под действием приложенной силы неограниченно деформируются, т.е. текут. Твердые тела (идеальные), напротив, под действием силы деформируются обратимо (упруго) и восстанавливают свою форму после окончания действия силы. Реальные материалы, в том числе бетонные и растворные смеси, мастики, краски, сочетают в себе свойства жидких и твердых тел. В зависимости от преобладания того или иного свойства говорят о вязкотекучих или пластично-вязких смесях. К основным реологическим характеристикам относятся: вязкость, предельное напряжение сдвига, тиксотропия. Вязкость η – внутреннее трение жидкости, препятствующее перемещению одного ее слоя относительно другого. Единица вязкости – Па·с. В строительстве большей частью применяют пластично-вязкие смеси. Если провести наблюдение за какой-либо смесью (строительным раствором, краской) под нагрузкой, можно заметить, что при малых нагрузках она ведет себя как твердое тело, проявляя упругие свойства; при увеличении нагрузки у нее появляются необратимые – пластические деформации. При дальнейшем увеличении нагрузки эта смесь начинает течь, как вязкие жидкости. Предельное напряжение сдвига – значение внутренних напряжений в пластично-вязком материале, при котором он начинает необратимо деформироваться (течь), т.е. превращаться в вязкую жидкость. Этот показатель у строительных смесей также называют структурной прочностью. Тиксотропия. Многие пластично-вязкие смеси при повторяющихся (динамических) воздействиях могут обратимо терять структурную прочность, временно превращаясь в вязкую жидкость. Это свойство, называемое тиксотропией, характерно для смесей на основе минеральных вяжущих (бетонных и растворных смесей), красок и мастик. Физическая основа тиксотропии – разрушение структурных связей внутри пластично-вязкого материала. Явление тиксотропии используется при виброуплотнении бетонных смесей и при нанесении мастичных и окрасочных составов шпателем или кистью. В строительных лабораториях в качестве реологических приборов используют технические реометры, позволяющие оценить реологические свойства смесей применительно к условиям их использования в строительстве. В этом случае определяют не конкретные реологические характеристики (вязкость, предельное напряжение сдвига и т.п.), а обобщенные показатели: условную вязкость, консистенцию вяжущего теста, удобоукладываемость растворной или бетонной смеси и т.п. При этом кроме числового значения характеристики обязательно указывают тип прибора и метод определения. Жидкие тиксотропные составы – клеи, краски, мастики оценивают по условной вязкости с помощью технических вискозиметров типа ВЗ, представляющих собой воронкообразные сосуды определенного объема с калиброванным отверстием. В этом случае за условную вязкость принимают время истечения (в секундах) определенного количества жидкости. Чем выше вязкость жидкости, тем больше время ее истечения. Густые тиксотропные составы испытывают шариковыми вискозиметрами. При этом за условную вязкость принимают время (в секундах) прохождения стального шарика между двумя метками вертикально установленной трубки, заполненной испытуемым материалом. При падении шарика материал продавливается в зазор между стенками трубки и шариком. Чем выше вязкость материала, тем большее сопротивление испытывает шарик и тем больше время его опускания. Составы средней густоты оценивают на вискозиметрах со свободно падающим шариком. Вязкие составы испытывают на вискозиметрах, в которых на шарик с помощью тонкой стальной штанги передается определенное фиксируемое усилие. Реологические свойства теста на основе вяжущих веществ оценивают в соответствии с методами его укладки в дело. Так, изделия из гипсового теста обычно формуют литьем, поэтому консистенцию гипсового теста оценивают стандартным вискозиметром Суттарда. Для этого испытуемое тесто помещают в металлический цилиндр без дна, установленный на стекло. Когда цилиндр поднимают, тесто растекается под действием силы тяжести. Консистенцию теста определяют по диаметру образовавшейся лепешки (мм). Материалы на основе цементного теста формуют с применением механических воздействий. Поэтому консистенцию цементного теста оценивают, погружая в тесто тяжелый стержень с определенными сечением и массой. Глубина его погружения в тесто служит показателем консистенции последнего. У пластичных бетонных и растворных смесей находят реолого-технологический показатель – удобоукладываемость, который оценивается показателем подвижности, т.е. деформацией смеси под заданной нагрузкой или под действием их силы тяжести. В растворных смесях деформирование осуществляется погружающимся в смесь конусом с определенными формой и массой; в бетонных смесях оценивается деформация самой бетонной смеси, отформованной в виде усеченного конуса в специальной форме, под действием силы тяжести. Этот показатель, называемый осадкой конуса, выражают в сантиметрах. Жесткие бетонные и растворные смеси, не обнаруживающие деформаций при таких незначительных нагрузках, обычно на строительстве укладывают с помощью виброинструмента, используя их тиксотропные свойства. Поэтому удобоукладываемость таких смесей оценивают по показателю жесткости на приборах, моделирующих виброуплотнение смесей. Жесткие растворные смеси (мелкозернистые бетоны) испытывают на встряхивающем столике, определяя жесткость по расплыву конуса из растворной смеси, а бетонные смеси – в специальном приборе (ГОСТ 10181–2000), устанавливаемом на виброплощадку. Оценку жесткости бетонной смеси проводят по времени вибрирования в секундах до заполнения бетонной смесью формы и выделения на ее поверхности цементного молока. Виды ускоренных испытаний пластично-вязких материалов. Контроль качества минеральных вяжущих материалов в ходе строительства производится по общей стандартной методике. Однако на строительстве в ряде случаев требуется произвести испытания в более короткие сроки. Ниже излагаются некоторые виды ускоренных испытаний. Ускоренное определение марки цемента. 1. По способу И. М. Френкеля, марка цемента ускоренно может быть определена на образцах кубической формы размером 2x2x2 см, приготовленных из цементного теста нормальной густоты. По этой методике отлитые в специальные металлические разборные формы образцы из цементного теста сразу направляются в пропарочную камеру. В качестве пропарочной камеры можно использовать бачок для испытания стандартных лепешек. Пропарка продолжается 4 ч. Пропаренные образцы испытывают на сжатие и полученный результат умножают на коэффициент для перехода к 28-суточной прочности. Основным недостатком этого метода является то, что переходный коэффициент от ускоренных испытаний к 28-суточной прочности колеблется в широких пределах. 2.Способ ЦНИИПС-2. Разновидностью способа ускоренного определения марки цемента является метод ЦНИИПС-2, отличающийся большей точностью. По этому методу изготовляют 12 образцов из теста нормальной густоты. Тесто укладывают в формы и уплотняют 25 встряхиваниями на встряхивающем столике. Формы с образцами (в каждой форме шесть образцов) помещают на 20 ч в камеру влажного хранения. Затем одну форму вынимают и пропаривают в парах кипящей воды в течение 4 ч. После пропарки, т. е. через 24 ч с момента изготовления, как пропаренные, так и непропаренные образцы испытывают на сжатие. Для обеих серий образцов находят среднее арифметическое значение прочности по четырём максимальным показателям. Затем находят переходный коэффициент η как отношение прочности пропаренных Rпроп(сут) к прочности непропаренных Rнорм(сут) образцов η = Rпроп(сут)/Rнорм(сут). Приближенное значение марки цемента подсчитывается с помощью коэффициента по формуле Rцем(ГОСТ)=KRпроп(сут). Величину К определяют по следующей зависимости:  3.Метод ЮжНИИцемента. По методу ЮжНИМ стандартные кубы (7,07х7,07х7,07 см) и восьмерки, изготовленные из цементного раствора жесткой консистенции, после суточного хранения во влажной камере подвергаются пропарке. Режим нагрева образцов в пропарочной камере следующий: нагрев до 80° С в течение 4 ч (первые 2 ч со скоростью 10° в 1 ч и затем 2 ч со скоростью 20° в 1 ч); выдержка при 80° С в течение 1 ч; остывание с 80 до 50° C в течение 15 ч со скоростью 2° в 1 ч и затем с 50° С до комнатной температуры в течение 4 ч. Пропарка производится в камерах пропаривания с контролируемым режимом. Температура в пропарочной камере изменяется автоматически по заданному режиму с помощью термографа. Пропаренные образцы подвергают испытанию на сжатие. Подсчет результатов рекомендуется вести по формуле Rуск ~ (0,70/0,82) R28, где Rуск — предел прочности образцов, определенный ускоренным методом; R28 — активность цемента в возрасте 28 сут. (в жестком растворе). Приведенная зависимость является ориентировочной. Для практического пользования следует устанавливать уточненные переходные коэффициенты отдельно для каждого цементного завода. Ускоренные методы испытаний могут применяться в ходе строительства для ориентировочного определения марки цемента. По точности они не могут заменять основных стандартных испытаний. Лучшие результаты получаются, когда на строительстве устанавливаются свои переходные коэффициенты от ускоренных испытаний к стандартным, которые для различных цементов могут иметь существенные отклонения. 4.Склерометрический метод определения прочности бетона. Для определения прочности бетона в дорожных покрытиях может быть применен метод, основанный на измерении высоты упругого отскока ударной нагрузки падающего твердого тела. Высота отскока зависит от упругих свойств твердого тела. Упругие свойства бетона находятся в определенной зависимости от его прочности, поэтому по высоте отскока от поверхности бетона, пользуясь тарировочной шкалой, косвенно можно определить прочность бетона. Для этих целей применяется прибор склерометр (рис. 24). Испытание состоит в следующем. К поверхности бетона вертикально устанавливается ударник склерометра и при постепенном нажатии ударник взводит пружину бойка, а затем автоматически ее освобождает, вызывая удар бойка с энергией растянутой пружины. Нанеся удар, боек отскакивает. Высота отскока отмечается указателем на шкале склерометра. По тарировочной шкале в соответствии с высотой отскока устанавливают прочность бетона. Для построения тарировочной шкалы испытывают не менее 36 образцов кубов размером 15x15x15 см, изготовленных из трех смесей того же состава бетона, что укладывается в дорожное покрытие, и твердеющих в тех же условиях. На одном участке (площадью He менее 100 см2) должно быть сделано не менее 5—10 отсчетов, из которых вычисляют среднюю величину 5.Определение прочности бетона с помощью ультразвука. При помощи ультразвуковых приборов прочность цементобетона в дорожном покрытии может быть определена без его разрушения. Определению прочности бетона в покрытии дороги должны предшествовать предварительные лабораторные испытания для установления зависимости между импульсной скоростью ультразвука и прочностью бетона, уложенного в покрытие. Из бетонных смесей готовят стандартные кубы 15x15x15 см или балки 15х15х60 см для испытания через 3, 7 и 28 суток. Бетонные образцы изготовляют из тех же материалов, что и в покрытии дороги, но с различными содержаниями цемента, песка, щебня и воды в разных вариантах. В установленные сроки испытаний на противоположных гранях куба или балки намечают по 10 точек, между которыми определяют скорость ультразвука. Из 10 измерений определяют среднюю скорость ультразвука. Скорость ультразвука определяется по формуле В каждый срок испытывают не менее трех образцов. Прозвученные образцы сразу подвергают испытанию на сжатие или изгиб для установления связи между прочностью бетона и скоростью ультразвука. По полученным данным определяют аналитическую зависимость скорость-прочность (КСП). Для оценки прочности ультразвуковым методом строят график связи между аналитически вычисленной прочностью и фактической прочностью, полученной при испытании на сжатие бетонных кубов (кривая КСП). В покрытиях дорог намечают акустические базы для измерения скорости распространения ультразвука. По полученным данным и, пользуясь кривой КСП, вычисляют прочность бетона.   На рис. 25 дана принципиальная схема ультразвукового прибора, Генератор 1 подает электрический импульс на излучатель 2, в котором он превращается в ультразвуковые механические колебания, передаваемые на бетон 3, откуда они попадают в приемник 4, и здесь вновь преобразуются в электрические импульсы. Дальше электрические импульсы проходят усилитель 5, индикатор 6, в качестве которого применяется электронно-лучевая трубка. Одновременно с генератором включается электронное устройство 7 и генератор меток времени 8. Точность отсчета времени 0,1 мк/с. При прозвучивании поверхности дорожного покрытия датчики устанавливают на большой базе, равной 1000 мм, или на малой — 600 мм. Ультразвуковой метод может быть применен только в том случае, если график КСП построен на основании испытаний образцов, приготовленных из тех же материалов, что и бетон в дорожной конструкции. |
Похожие:
 |
Лабораторная работа 1 4 лабораторная работа 2 13 лабораторная работа... Интернете разнообразную информацию – описательную, графическую, картографическую и пр. При разработке сайтов необходимо уметь работать... |
 |
Лабораторная работа №9 59 Лабораторная работа №10 72 Лабораторная... Рабочая тетрадь для выполнения лабораторных работ по мдк. 03. 01. «Техническое обслуживание и ремонт компьютерных систем и комплексов»... |
|
Лабораторная работа Испытание компрессорной установки Печатается по решению редакционно-издательского совета Восточно-Сибирского государственного университета технологий и управления |
|
Методические указания для студентов по выполнению лабораторных работ... Лабораторная работа 4, 5 Исследование регистров, счетчиков и дешифраторов Лабораторная работа 6, 7 Исследование генератора псевдослучайной... |
|
Лабораторная работа №10. Изучение принципа действия и функциональной... Лабораторная работа № Изучение принципов построения системы автоматической подстройки частоты (апч) радиолокационной станции |
|
Лабораторная работа № Лабораторная работа №1. Изучение основных возможностей программного продукта Яндекс. Сервер. Установка окружения, установка и настройка... |
|
Лабораторная работа №27 Лабораторная работа №28 Контрольные работы... Пм «Сборка монтаж (демонтаж) элементов судовых конструкций, корпусов, устройств и систем металлических судов» |
|
Лабораторная работа физического практикума, 11-й класс Изучение распределения напряжений в цепи переменного тока со смешанной нагрузкой и определение сдвига фаз между током и напряжением... |
|
Лабораторная работа №7 Определение класса тяжести и напряженности труда производится по методу, используемому в «Руководстве по гигиенической оценке факторов... |
|
Лабораторная работа 2 12 лабораторная работа 3 17 лабораторная работа... «Проектирование систем реального времени» для студентов специальности 09. 05. 01 «Применение и эксплуатация автоматизированных систем... |
|
Лабораторная работа № Исследование технологии Frame Relay в сетях передачи данных Лабораторные работы предназначены для проведения занятий в компьютерных классах при изучении дисциплин “Сети связи”, “Мультисервисные... |
|
Лабораторная работа «Построение контуров изображения с использованием... Ивших на уроках математики понятие о математических кривых и графиках функций. Данная лабораторная работа может быть использована... |
|
Практическая работа Содержание Лабораторная работа: Оценка программно-аппаратных средств при переходе на Windows Vista 3 |
|
Лабораторная работа №2. Расчет матрицы a инерционных коэффициентов... Лабораторная работа №3. Расчет матриц Якоби (С7, D7j) исполнительного механизма космического манипуляционного робота 9 |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |
|
Лабораторная работа №1 «Применение средств операционных систем и... |