Определение основных свойств строительных материалов. Номенклатура железобетонных изделий

1.

2.

Часть первая
Определение основных свойств
строительных материалов
Часть вторая
Номенклатура железобетонных изделий
Контрольные вопросы

3.

2. Определение
цемента
истинной
плотности
3. Определение нормальной
цементного теста
густоты
4. Определение пластической прочности
и вязкости цементного теста
5. Определение марки цемента
6. Определение
песка
истинной
плотности
7. Определение
песка
насыпной
плотности
8. Определение
щебня
истинной
плотности
9. Определение средней
плотности щебня
и
насыпной

4.

К цементам относят портландцемент и его
разновидности, пуццолановые и шлаковые цементы,
алюминатный цемент и цементы на его основе и др. В
строительной практике наиболее широко применяют
портландцемент.
Портландцементом называют гидравлическое вяжущее
вещество, в составе которого преобладают силикаты
кальция (85…90%). Получают его путем тонкого
совместного измельчения клинкера с добавкой небольшого
количества природного гипсового камня (1,5…3,5% в
пересчете на SO3). Клинкер представляет собой зернистый
материал, получаемый путем обжига сырьевой смеси,
состоящей из карбонатного сырья (известняк) и
алюмосиликатов
(глина)
в
примерном
весовом
соотношении 3:1 до спекания при температуре 14500С.
Цемент обладает свойством набирать прочность в
теплой и влажной среде при температуре около 300С в
течение 28 суток.

5.

Определение средней плотности
цемента
определяют в рыхлом и
уплотненном состоянии. Среднюю плотность цемента в
рыхлом состоянии определяют с помощью специальной
воронки, в которую засыпают определенный объем образца. В
воронке имеется сетка, на которой остаются крупные частицы
цемента. Цемент через воронку проходит в мерный сосуд
объемом 1000 см3, установленный под воронкой. При
образовании на поверхности сосуда небольшой горки
задвижку воронки закрывают. С помощью линейки срезают
излишек цемента вровень с краями сосуда и взвешивают сосуд
с цементом с точностью до 5 г. Среднюю плотность цемента в
рыхлом состоянии определяют по формуле:
m2 m1
0
1000
V
где m1 – масса мерного сосуда, г;
m2 – масса мерного сосуда с цементом, г;
V – объем мерного сосуда, см3.
Опыт повторяют три раза и по результатам вычисляют
среднеарифметическое значение.
Среднюю плотность цемента в уплотненном состоянии
определяют путем уплотнения цемента в сосуде и
определяют по той же формуле, что и в рыхлом состоянии.

6.

Определение истинной
плотности цемента
Определяют истинную плотность с помощью
или
.
Прибор заполняют до нулевой отметки
жидкостью, инертной в отношении к цементу (бензин,
керосин,
бензол,
безводный
спирт).
Цемент,
предварительно высушенный в течение 2 часов в
сушильном шкафу, малыми порциями засыпают в прибор
до тех пор, пока уровень жидкости в приборе не
поднимется до одной из риски над расширением прибора.
В приборе отмечают уровень жидкости по нижнему
мениску и определяют объем вытесненной жидкости
цементом, что означает абсолютный объем последнего.
Истинную плотность цемента определяют по
формуле:
m
V
где m – масса всыпанного в прибор цемента, г;
V – объем жидкости, вытесненной цементом, см3.

7.

Определение нормальной
густоты цементного теста
Нормальной называют густоту теста, обеспечивающую
его удобоукладываемость. Нормальная густота теста
характеризует водопотребность цемента. Чем меньше
водопотребность цемента для получения теста нормальной
густоты, тем выше прочность цементного камня, так как
большое количество воды в составе цементного теста,
испаряясь при твердении, оставляет много пор и капилляров,
что снижает прочность затвердевшей системы.
Для определения нормальной густоты цементного теста
используют прибор Вика .
Приготовленное тесто закладывают в кольцо прибора
Вика, которое устанавливают под стержнем прибора, после
чего быстро освобождают винт и свободно опускают пестик в
тесто. Через 30 сек. фиксируют глубину погружения пестика в
тесто по шкале прибора. Если расстояние между концом
пестика и стеклянной пластинкой под кольцом составляет 5-7
мм, то приготовленное тесто обладает нормальной густотой.

8.

Определение пластической
прочности и вязкости цементного
теста
Метод определения нормальной густоты цементного теста
качественно характеризует его вязкие пластические свойства
или пластическую прочность. Будучи реологическим
свойством,
пластическая
прочность
или
предельное
напряжение сдвига обозначает сопротивление теста к
прониканию в него твердого тела.
Для определения пластической прочности цементного
теста используют конический пластомер системы МГУ.
Сосуд, заполненный цементным тестом, устанавливают на
столике прибора, который имеет возможность подниматься и
опускаться. На конце горизонтального плеча подвешен мерный
сосуд, при вливании воды в который горизонтальное плечо
приводится в движение и металлический конус постепенно
внедряется в тесто.
При проведении опыта плечо приводят в строго
горизонтальное положение. Сосуд с цементным тестом
устанавливают на столике прибора и, поднимая столик,
поверхность цементного теста приводят в соприкосновение с
металлическим конусом и в таком положении фиксируют
показание индикатора.
Определяют пластическую прочность по формуле:
m
Gm k 2
h
где m – вес воды, заливаемой в мерный сосуд, Н;
h – глубина проникания конуса в цементное
тесто, мм;
k – коэффициент, зависящий от вершинного угла
конуса.

9.

Вязкость цементного теста определяют с помощью
вискозиметров .
Пространство между цилиндрами заполняют цементным
тестом и с помощью опускающего груза внутренний цилиндр
приводят во вращательное движение. Затем определяют
скорость вращения цилиндра и на ее основе вычисляют
вязкость теста по формуле:
Р F
0,1К
n
где Р – вес опускающего груза, Н;
F – сила трения в подшипниках, Н;
n – скорость вращения цилиндра, об\мин;
К – постоянная прибора, зависящая
цилиндра.
от
размеров

10.

Определение марки цемента
Марка цемента зависит от минерального состава
клинкера, тонкости его помола и водопотребности.
Для определения предела прочности на изгиб и сжатие
используют приборы ПИ , МИЦИС-200-3 , МИИ-100.
В момент излома балочки счетчик прибора показывает
значение предела прочности при изгибе. Проводят три
испытания, после которых получается шесть половинок
балочек, которые подвергают испытанию на сжатие на
гидравлическом прессе.

11.

Марка цемента – это предел прочности при сжатии
половинок
образцов-балочек
размерами
4х4х16
см,
изготовленных из цементно-песчанного раствора пластичной
консистенции состава 1:3, выдержанных в течение 28 сут. в
нормально-влажностных условиях (в воде с температурой
200С).
Пределом
прочности
называются
напряжения,
соответствующие нагрузке, вызывающей разрушение образца
материала.
Предел прочности при растяжении или сжатии (+ - при
растяжении, - - при сжатии) равен разрушающей нагрузке Рр,
деленной на первоначальную площадь сечения образца:
R
Pp
S

12.

Прибор Ле-Шателье
представляет собой стеклянную колбу вместимостью 120…
150 см3 с узким высоким горлом и расширением в средней
его части. На горле колбы ниже уширения нанесена метка,
а выше — шкала с делениями ценой 0,1 см3. Объем между
нижней и первой метками шкалы равен 20 см3.

13.

Определение истинной
плотности цемента

14.

Прибор для определения
нормальной густоты цементного
теста и сроков схватывания по
ГОСТ Р 310.3
Прибор Вика: 1 – металлический
стержень, 2 – указатель, 3 – шкала, 4 –
стопорное устройство, 5 – обойма
станины, 6 – пестик, 7 – кольцо
Автоматический
прибор Вика

15.

Схема конического пластомера: 1 – рычаг, 2 –
индикатор, 3 – перемещающийся груз, 4 –
подъемный столик, 5 – чашечка, 6 – конус, 7 –
мерный сосуд.

16.

Ротационный вискозиметр: 1 – штырь, 2 –
падающий груз, 3 – площадка, 4 – внешний
цилиндр, 5 – внутренний цилиндр.

17.

Прибор для испытания образцов-балочек на изгиб
(МИИ-100):
1-станина, 2-показатель уровня, 3-пружинный
амортизатор, 4-тумблер, 5-шайба, 6-коромысло, 7-счетчик,
8-грузовой рычаг, 9-захват, 10-маховичок, 11электроцентробежный регулятор, 12-хвостовик, 13редуктор, 14-электродвигатель, 15-конечный выключатель,
16-перемещающийся груз, 17-серьга, 18-ходовой винт.

18.

Средней плотностью цемента
называется масса единицы объема
цемента в естественном состоянии.
В теоретическом курсе средняя
плотность называется объемной
массой и определяется по формуле:
m
0
V1
где m – масса сухого вещества;
V1 – объем вещества в
естественном состоянии с учетом
пор и пустот.

19.

Истинной плотностью цемента
называют массу единицы объема
цемента в абсолютно плотном
состоянии.
В теоретическом курсе истинная
плотность называется плотностью и
определяется по формуле:
m
V
Где m – масса сухого вещества;
V – объем вещества в
абсолютно плотном состоянии без
учета пор и пустот.

20.

Машина для испытания на
сжатие
Для испытаний кубов со
стороной до 150 мм, а также
цилиндров диаметром до 160
мм и высотой 320 мм

21.

Приборы для испытания цементных
балочек на изгиб и сжатие
Приспособление ПИ
предназначено для испытания
цементных образцов балочек
40х40х160мм на изгиб по
ГОСТ 310.4-81.
Машина МИЦИС-200-3
для статических
испытаний на изгиб и
сжатие образцов из цемента
при определении
прочности по ГОСТ Р 310.4
и европейскому стандарту
EN 196-1

22.

Пикнометры предназначены
для определения плотности
твердых и сыпучих материалов

23.

Определение истинной
плотности песка
Пробы песка просеивают через сито с размером ячейки
5мм, после чего прошедшую часть песка высушивают в
сушильном шкафу до постоянной массы и, уложенный в
эксилиратор, охлаждают до комнатной температуры. Пробу
делят на две части и каждую засыпают отдельно в пикнометр,
куда затем заливают дистиллированную воду в количестве 2\3
от объема песка и перемешивают. Пикнометр в наклонном
положении помещают в водяную или песчаную баню и
кипятят в течение 15-20 мин. для удаления пузырьков
воздуха. Затем пикнометр охлаждают до комнатной
температуры, заполняют дистиллированной водой до риски и
взвешивают. Пикнометр освобождают от содержимого,
промывают и заполняют дистиллированной водой до риски и
снова взвешивают. истинную плотность определяют по
формуле:
m1 m2 в
m1 m2 m3 m4
где в – истинная плотность воды, г/см3;
m1 – масса пикнометра с песком, г;
m2 – масса пустого пикнометра, г;
m3 – масса пикнометра с дистиллированной водой, г;
m4 – масса пикнометра с песком и дистиллированной водой,
г.

24.

Определение насыпной
плотности песка
Высушенный в сушильном шкафу песок просеивают
через сито с размером ячейки 5 мм. Затем через воронку
засыпают песок в мерный сосуд и взвешивают. Насыпную
плотность вычисляют по формуле:
m2 m1
н
V
где m1 – масса мерного сосуда, г;
m2 – масса мерного сосуда с песком, г;
V – вместимость мерного сосуда, м3.

25.

Определение истинной
плотности щебня
Зерна пробы очищают от пыли и измельчают до размера
5 мм и перемешивают. Затем часть пробы (около 150 г)
измельчают до размера 1,25 мм. Берут часть последней
пробы и измельчают ее до порошкообразного состояния и
высушивают в эксикаторе над концентрированной серной
кислотой. Высушенную пробу делят на две части и засыпают
каждую отдельно в пикнометр, куда также добавляют до
половины объема дистиллированную воду, а затем кипятят
его 15-20 мин. в наклонном положении в водяной бане для
удаления воздушных пузырьков. После этого пикнометр
охлаждают
до
комнатной
температуры,
доливают
дистиллированную воду до риски и взвешивают. Затем
освобождают пикнометр от содержимого, промывают,
заливают дистиллированной водой до риски и взвешивают.
Истинную плотность щебня вычисляют по формуле:
m в
m m1 m2
где m – масса пробы, засыпанной в пикнометр, г;
m1 – масса пикнометра с дистиллированной водой, г;
m2 – масса пикнометра с пробой заполнителя и
дистиллированной водой после удаления пузырьков воздуха, г;
в – истинная плотность воды, г/см3.

26.

Определение средней и насыпной
плотности щебня
Для определения средней плотности пробу щебня
измельчают, высушивают в сушильном шкафу и просеивают
через сито, соответствующее наименьшему размеру зерен
заполнителя данной фракции. Остаток на сите насыщают
водой в течение 2 часов, после чего образцы вынимают из
воды, вытирают и сразу взвешивают сначала на технических,
затем на гидростатических весах. Среднюю плотность щебня
вычисляют по формуле:
m в
0
m1 m2
где m – масса сухой пробы, г;
m1 – масса насыщенной водой пробы, взвешенной на
технических весах г;
m2 – масса насыщенной водой пробы, взвешенной на
гидростатических весах, г;
в – истинная плотность воды, г/см3.

27.

Песок - это природный каменный материал. По виду добычи песок
разделяется на карьерный, речной.
Карьерный песок добывается в карьерах. В карьерном песке могут
встречаться камни и глина. Так как в карьерном песке обычно много камней он
уже не идёт ни на что кроме посыпки под фундамент или под дороги, в этом
случае он сеется.
Речной песок - это песок, добытый со дна реки. Речной песок не
содержит глинистых частиц, а также имеет низкое содержание камней. По
виду обработки после добычи песок делится на сеянный и намывной.
Намывной или мытый песок - это песок промытый большим
количеством воды, из намывного или мытого песка вымывается глина и
пылевидные частицы. В намывном песке остаются только очень мелкие
фракции (в среднем 0,6 мм.) Применяют намывной песок для штукатурки и
других работ, где нежелательно присутствие глины.
Сеянный песок - это просеянный песок, очищенный от камней и
больших фракций.
Кварцевый формовочный песок – это песок молочного цвета с высоким
содержанием кварца, добывается в карьерах, используется для изготовления
литейных форм для производства металлоизделий.
Строительный песок - это песок, применяемый в строительстве - в
штукатурке или кладке.
Песок карьерный мелкий
Песок карьерный
средней зернитости
Песок карьерный
крупной зернитости
Песок намывной крупной
зернитости
Песок кварцевый
Песок карьерный
суглинистый

28.

Щебень из горных пород – это неорганический зернистый сыпучий
материал с зернами крупностью св. 5 мм, получаемый дроблением горных
пород, гравия и валунов, попутно добываемых вскрышных и вмещающих
пород или некондиционных отходов горных предприятий по переработке руд
(черных, цветных и редких металлов металлургической промышленности) и
неметаллических ископаемых других отраслей промышленности и
последующим рассевом продуктов дробления.
Щебень различают искусственного или естественного происхождения.
Щебень делается из различных горных пород.
Щебень делится по виду горных пород на гранитный, известковый,
гравийный.
Щебень применяют в качестве заполнителя для бетона, балласта
железнодорожных путей, при устройстве автомобильных дорог, для
образования дренирующих слоев и т.п. В соответствие с назначением к
щебню предъявляются различные требования в отношении прочности,
крупности, зернового состава, наличия примесей.
Щебень гранитный
Щебень доломитовый
Щебень гравийный
Щебень из
вулканических пород
Щебень из твердых
(плотных) горных пород
Щебень известковый

29.

Железобетоном
называется
композиционный
строительный
материал, в котором объединены в
единое целое стальная арматура и
бетон. Бетон частично защищает
металл арматуры от коррозии и
воспринимает в этом композите
сжимающие напряжения, а арматура
– растягивающие усилия: известно,
что металл хорошо работает на
растяжение, а относительно хрупкий
бетонный камень – на сжатие.
В номенклатуру железобетонных
изделий входят изделия из тяжелого
бетона и изделия из легкого бетона.

30.

Бетоном
называется
искусственный
каменный
материал,
получаемый
в
результате твердения рационально
подобранной смеси, состоящей из
крупного заполнителя (щебень,
гравий), мелкого заполнителя
(песок),
гидравлического
вяжущего (портландцемент) и
воды.
Бетоны классифицируют по
объемной массе, виду вяжущего
вещества, крупности заполнителя,
прочности, морозостойкости и
назначению.
Основной
считается
классификация
по
объемной
массе.
Бетон делят на особо
тяжелый объемной
массой более 2500
кг/м3, тяжелый – от
1800 до 2500 кг/м3,
легкий – от 500 до
1800 кг/м3 и особо
легкий – менее 500
кг/м3

31.

Тяжелый бетон
В строительстве наиболее широко используют
обычный тяжелый бетон плотностью 1600 -2500 кг/куб. м.
на заполнителях из горных пород (граните, известняке,
диабазе, щебне). Строительными нормами и правилами,
установлены следующие марки тяжелых бетонов - М100,
150, 200,300, 400, 500, 600. Существуют различные виды
тяжелого бетона:
Бетон для сборных железобетонных конструкций
Высокопрочный бетон
Быстротвердеющий бетон
Бетон на мелком песке
Бетон для гидротехнических сооружений
Бетон для дорожных и аэродромных покрытий
Бетон с тонкомолотыми добавками
Малощебеночный бетон
Литой бетон
Бетон с поверхностно - активными добавками
Тяжелый
бетон
хорошо
сопротивляется
поверхностному износу, поэтому эти классы бетона
применяют в аэродромном строительстве бетонных дорог и
несущих конструкций зданий. Кроме этого, тяжелый бетон
обладает хорошей защитой от радиоактивных излучений.

32.

Легкие бетоны
Для приготовления легких бетонов используют различные виды пористых
заполнителей: искусственные - керамзит, аглопорит, перлит, шлаковую пемзу и
естественные - туф, пемзу.
Легкие бетоны на пористых заполнителях применяют в ограждающих
конструкциях и для снижения собственной массы несущих конструкций.
Поэтому для этих бетонов наряду с прочностью очень важное значение имеет
плотность бетона.
По плотности различают:
- особо легкие теплоизоляционные бетоны с плотностью в высушенном
состоянии менее 500 кг/м3 ;
- легкие бетоны с плотностью 500...1800 кг/м3.
Прочность особо легких бетонов редко бывает более 1,5 МПа, а прочность
легкого бетона может изменяться в значительных пределах - от 2,5 до ЗО МПа и
выше.
Обычно легкие бетоны подразделяются на:
- конструктивно-теплоизоляционные с плотностью 500 -1400 кг/м3 и
прочностью 2...10 МПа
- конструктивные с плотностью 1400...1800 кг/м3 и прочностью 10...30
МПа.
По структуре различают:
- плотные или обычные легкие бетоны, в которых раствор на тяжелом и
легком песке полностью заполняет межзерновые пустоты крупного заполнителя;
- поризованные легкие бетоны, в которых не содержится и сохраняются
межзерновые пустоты.
В строительстве используют главным образом легкие бетоны с
крупностью пористого заполнителя до 20...40 мм, однако применяют и
мелкозернистые легкие бетоны.
Легкие бетоны делятся на три вида:
- поризованный легкий бетон;
- крупнопористый легкий бетон;
- ячеистый бетон.

33.

Арматура применяется для изготовления всех видов конструкций с
целью усиления прочностных характеристик бетона.
В основном применяется стальная гибкая арматура – стержни, сварные
сетки и каркасы, но иногда необходима и жесткая – пробные двутавры,
швеллера и уголки. Так как арматура используется для производства
ответственных строительных деталей и конструкций и должна выдерживать
огромные нагрузки, для ее изготовления используется специальная арматурная
сталь, расход которой составляет 70 кг на 1 м3 железобетона.
По физико-механическим свойствам и другим показателям качества
строительная арматура подразделяется на классы прочности – горячекатаная,
термомеханическая упрочненная или термически упрочненная.
Улучшение сцепления арматуры с бетоном достигается приданием её
поверхности эффективного периодического профиля.
Арматура подразделяется на рабочую и монтажную. Рабочую арматуру
располагают в местах, где возникают наибольшие растягивающие усилия, а
монтажная арматура создает объемный скелет изделия, фиксирует
расположение стержней рабочей арматуры, способствует фиксации и
закреплению закладных деталей и монтажных петель.

34.

Изделия для фундаментов и
подземных частей зданий:
Фундаментные блоки
Эти изделия изготовляют из тяжелого бетона марки не
менее 150. Фундаментные блоки изготовляют обычно
прямоугольной формы. Их длина составляет до 3 м.
Толщина 40 - 60 см. Высота - 60 см.
Фундаментная подушка
Сваи железобетонные
предназначены
для
устройства
свайных
фундаментов зданий и
сооружений в песчаных и
глинистых
грунтах,
прорезаемых
нижними
концами свай.

35.

Кольца колодцев
Трубы раструбные безнапорные армированные предназначены
для прокладки подземных коммуникаций, ливневой
канализации , дорожного строительства

36.

Изделия для конструкций каркасов
Колонна многоэтажного здания является элементом
каркаса
Перемычки железобетонные
Предназначены для перекрытий проемов в
кирпичных стенах зданий различного назначения.

37.

Железобетонные ригели изготавливаются из тяжелого бетона
и предназначены для каркасов многоэтажных общественных
зданий, производственных, административных и бытовых
зданий промышленных предприятий.
Подкрановая балка

38.

Балка стропильная относится к изделиям для каркасов
зданий. Является несущей конструкцией покрытия.
Ферма стропильная также является несущей
конструкцией покрытия и относится к изделиям для
каркасов зданий

39.

Плиты перекрытий пустотные и ребристые

40.

Стеновые панели и блоки
Стеновые панели для гражданского и промышленного
строительства
КАМНИ БЕТОННЫЕ
СТЕНОВЫЕ
Изготавливаются в
соответствии с ГОСТ 6133 –
84 «Камни бетонные
стеновые. Технические
условия». Для их изготовления
применяется керамзитобетон
М100, класса В7.5.

41.

Объемные элементы
Шахты лифтов
Кабины санитарно-технические

42.

Другие железобетонные изделия
Лотки дорожные
Ступени

43.

Железобетонный лестничный марш, опирающийся
фризовой ступенью на этажную площадку.

44.

Контрольные вопросы
1.
Что такое портландцемент?
2.
Из чего состоит портландцемент?
3.
Что такое средняя плотность цемента?
4.
Что такое истинная плотность цемента?
5.
Каким прибором измеряют истинную плотность цемента?
6.
Каким прибором определяют нормальную густоту цементного
теста?
7.
Каким прибором определяют пластическую прочность
цементного теста?
8.
Что обозначает пластическая прочность цементного теста?
9.
С помощью какого прибора определяют вязкость цементного
теста?
10. Что такое предел прочности?
11. В какой среде и какой временной промежуток времени
набирает прочность балочка из цементно-песчанного раствора?
12. С помощью какого прибора определяют истинную плотность
песка?
13. По какой формуле вычисляют насыпную плотность песка?
14. Как определяют истинную плотность щебня?
15. Что такое железобетон?
16. Из какого бетона изготовляют изделия для фундаментов?
17. Что включают в себя изделия для конструкций каркасов
зданий?
18. Что относится к междуэтажным перекрытиям?
19. Какое поперечное сечение имеют плиты перекрытий?