Удобоукладываемость и сохраняемость бетонной смеси. Определение подвижности бактерий Метод определения подвижности бетонной смеси

Строительная индустрия востребовала строительные материалы с различными характеристиками. К ним относятся бетоны, имеющие широкое разнообразие свойств и показателей качества. Соответственно, при проведении работ необходимо оперативно получить точную оценку свойств данного материала, к примеру, текучести бетона, которая напрямую влияет на его эксплуатационные характеристики наряду с прочностью.

Что такое подвижность затворенного бетона?

То, как материал заполняет опалубку при определенном способе трамбования с формированием им уплотненной однородной массы, характеризует удобоукладываемость бетонной смеси. Для ее оценки используются показатели связности, подвижности, жесткости раствора. Подвижность бетона (осадка конуса) - способность смеси растекаться только за счет веса материала. Данное свойство ключевое при оценке допуска раствора к использованию на конкретном объекте.

Виды подвижности

Технологическое удобство пользования бетонной смесью - подвижность бетона имеет установленную классификацию степеней текучести. Чем более текучий бетон, тем лучше он заполняет объемную и густую арматуру в опалубках сложных конфигураций. Растворы разделяются на малоподвижные и высокоподвижные. Первые не применяются без вибропрессования и добавления . Малоподвижными считаются композиции, в составе которых меньше упомянутых компонентов.

От чего зависит?

Подвижность бетона зависит от компонентов, их качества и количества.

Подвижность бетонной смеси определяется , плотностью цементного теста, водно-цементным содержанием, фракцией и формой зерна наполнителей (песка и щебня), чистотой наполнителей (воды, песка и щебня), соотношением компонентов (песка, цемента, воды, извести, щебня), качеством и количеством добавок. Также она зависит от условий заливки в опалубку на объекте.

Плотный и объемный арматурный каркас потребует повышенной текучести бетонных смесей, так как вибротрамбование в таких условиях затруднено. Когда в подобных условиях используется малоподвижный состав, плотность после уплотнения может не соответствовать установленным нормам (поры, раковины). Поэтому при подборе бетонного состава по степени подвижности (жесткости и связности) следует знать требования к несущей конструкции сооружения (особенно важно для фундамента) и конкретные условия его заливки (сложность формы опалубки и плотность арматурного каркаса).

Как обозначается?

Подвижность бетонной смеси обозначается символом «П», который в зависимости от градаций подвижности имеет соответствующий цифровой показатель (марку). Чем выше значение марки, тем более текучий состав. Так, малоподвижные композиции - от П1 до П3, а П4 и П5 обладают высокой подвижностью.

Марка П1 для наиболее густых составов (к примеру, монолитных лестниц), которые используются не часто, но обязательно с механическим уплотнением. Классификации подвижности П2 и П3 предназначены для стандартных построек. П4 применяется для работ с плотным армированием (колонны, высокий фундамент), такие растворы можно не уплотнять. Растворы с обозначением П5 заливаются только в практически герметичные опалубки.

Как определить подвижность?

Применяются различные методы, определяющие подвижность бетонной смеси, которые различаются сложностью получения результатов. Осадка конуса - самый быстрый метод. В соответствии с ним определяется, насколько естественным образом (под своим весом) усаживается бетонный раствор, предварительно сформированный в конус. Используется конусообразная металлическая форма, размеры которой зависят от величины фракций щебня. К примеру, конструкция высотой 300 мм, малым диаметром 100 мм и большим - 300 мм, внутренним объемом 7 л.

В нее с широкой стороны тремя порциями укладывают бетонную композицию, каждый слой которой уплотняют путем штыкования (8 – 9 движений на один слой) гладкой арматурой. Лишний раствор убирают. Затем конус переворачивают, как детскую паску, и освобождают раствор, уложенный конусом. Далее дают время, чтобы смесь осела, и осуществляют проверки величины подвижности вычислением снижения высоты раствора относительно верхнего среза формы (высота 300 мм), в которой он находился. Проверка проводится несколько раз для получения усредненного (более точного) результата.

Отсутствие разницы сообщает о максимальной жесткости состава. Когда смесью набрана разница высот до 150 мм - это малоподвижная композиция. Снижение конусом высоты до 150 мм и больше характеризует раствор как максимально текучий (подвижный).

Еще один метод - испытания вискозиметром (используется, когда в смесях щебень имеет размеры 0,5 – 4 см). Конусообразная форма раствора (формируется аналогично описанному выше) ставится на вибростол. В нее втыкается штатив с делениями, на который сверху надевается металлический диск. Включается виброплита и секундомер. Засекается время, когда груз под действием вибрации опустится вдоль штатива до определенной отметки. Полученная величина времени умножается на постоянный коэффициент 0,45. В результате определяется подвижность состава.

Следующий метод - испытания в формах. Используется открытый с одной стороны металлический куб (к примеру, 200 х 200 х 200 мм) для композиций с фракциями щебня до 7 см. В нем размещается конусообразная масса бетона.

Далее куб устанавливается на виброплиту. Одновременно с плитой включается секундомер. Измеряется интервал времени, за которое испытуемые бетонные смеси заполнят углы формы, а поверхность раствора становится ровной. Полученное время умножается на коэффициент 0,7. Результат - оценка подвижности состава.

Таблица подвижности бетонной смеси

Для практического использования показатели подвижности, демонстрируемые бетонными смесями, систематизированы, что удобно для использования. Аналогичным образом структурируются и другие свойства удобоукладываемости. Согласно таблице, размещенной ниже, до 5 см - жесткие бетонные растворы (П1). Если показатель снижения высоты составляет от 50 до 150 мм - это малоподвижные (используются для заливки фундаментов) составы. Марки подвижности более высокие, вплоть до П5, получают усадку в диапазоне от 150 мм и больше.

Подвижность и состав смеси

Состоит из песка, цемента, воды, щебенки и специальных добавок. Их наличие, качество и процентное соотношение определяют подвижность бетона. Нужную величину показателя обеспечивают оптимальные пропорции цемента и воды, а вот щебенка и песок снижают вероятные деформации искусственного камня при наборе прочности, уменьшая его усадку. Данные компоненты поднимают упругость материала, уменьшая нагрузочные деформации.

Водно–цементное соотношение - основной показатель (оптимальное соотношение 0,4 в массовой пропорции), нарушение которого приводит к недобору прочности материалом на несколько классов, тем более к последнему ведет добавление воды в уже готовую композицию. Подобная операция только внешне увеличивает подвижность замеса, но через короткое время заметным становится его расслоение. Соотношение компонентов создает определенную способность удержания воды в смеси. Ее подвижность изначально можно регулировать количеством воды. В малоподвижным смесях, считающихся наиболее выгодными, ее объем незначительный, что требует применения машинного трамбования для заполнения пустот в опалубке (при литье лестниц, фундаментов).

Увеличение массы цемента (к примеру, портландцемента) повышает подвижность раствора без уменьшения прочности. Данное явление имеет место, так как цемент обволакивает зерна наполнителей (щебня, песка) и раздвигает их собой, не давая соприкасаться. Трение снижается, подвижность растет.

Пластификаторы используют как добавку для повышения текучести.

Форма и фракции наполнителей также участвуют в формировании текучести. Так, их укрупнение сокращает общую площадь поверхности зерен в растворе, что неминуемо поднимает подвижность бетона. К примеру, гладкая поверхность речного гравия снижает силу трения заполнителей, что поднимает подвижность, но в результате конструкция не доберет марочную прочность и жесткость. Влияние песка в этом смысле незначительно.

А вот наличие примесей в песке и щебенке (например, глины, пыли) уменьшают текучесть затворенного состава, но после твердения создает дефекты в изделиях. На замешивание раствора или его доставку требуется время. Он сохраняет технологическую текучесть порядка 2-х часов. Однако если время доставки нельзя сократить, да еще имеет место низкая температура воздуха, то применяют пластификаторы. Данные добавки повышают текучесть, адгезию, позволяют сократить внесение воды.

Их добавка не снижает набираемую изделием прочность (пластификатор с химическими компонентами С3, к примеру, даже поднимет ее еще до 25%), позволяет отказаться от вибротрамбования. Это могут быть промышленные пластификаторы (в состав входят фосфаты, эфиры фталевой кислоты, парафины и пр.), позволяющие сохранить текучесть в течение 6-ти часов после заливки, что особенно важно, к примеру, зимой. Схожее действие имеют мыло, средства для мытья посуды и пр.

Требуется, чтобы была удобоукладываемой. Данное понятие очень важно, оно характеризует возможность быть уложенной в конструкцию с наименьшими усилиями. Понятие удобоукладываемость бетона сложно охарактеризовать однозначно. Это научное определение, включающее в себя разные составляющие. Основное — текучесть, зависящая от водоцементного соотношения. Такой раствор должен хорошо литься в форму, заполнить форму в условиях определенной работы, которую необходимо выполнить, чтобы добиться полного уплотнения.

Если бетонная смесь под действием определенных механизмов и приемов легко укладывается в форму, уплотняется и при этом не расслаивается, то она считается удобоукладываемой.

Удобоукладываемости бетона можно добиться добавлением воды с использованием пластифицирующих добавок. Тесно связано с понятием удобоукладываемости понятие подвижности. Бетон растекается, характеризуется текучестью. Подвижность — консистенция раствора. Но удобоукладываемость и консистенция — не одно и то же понятие. При той же самой консистенции удобоукладываемость бывает разной.

Поскольку раствор неоднороден, каждый состав обладает своими характеристиками цементного теста, своими характеристиками наполнителей, содержит разные добавки, то удобоукладываемость требуется определять в каждом конкретном случае.

Метод определения подвижности

Определение удобоукладываемости бетонной смеси: а) прибор (конус) для определения подвижности бетонной смеси: 1 — жесткая смесь; 2 — подвижная смесь; 3 — осадка конуса; б) прибор для определения жесткости бетонной смеси: 4 — схема испытания.

Для определения удобоукладываемости существует несколько методов. Ни один из методов не определяет удобоукладываемость напрямую, так как данное понятие условное, на практике характеризуется для разных бетонов либо свойством подвижности, либо жесткости. Есть распространенные приборы, которые могут более-менее точно определить удобоукладываемость бетона.

Для подвижных смесей с малой жесткостью принят метод определения удобоукладываемости бетона по осадке конуса. Подвижные растворы заполняют форму заливки под воздействием собственной тяжести. Некий прибор, представляющий собой усеченный конус, описанный в российском стандарте (ГОСТ 10181), заполняется раствором, а потом медленно поднимается. Раствор во время подъема конуса «оседает» на определенную высоту. Высоту осадки измеряют в середине конуса. Эта осадка, измеряемая в миллиметрах, характеризует свойство подвижности.

Конус изготавливают обычно из листовой стали высотой 300 мм. У нижнего основания он имеет 200 мм, верхнее основание — диаметром 100 мм. Его устанавливают на достаточно гладком листе, потом заполняют в три ровных слоя бетоном, осторожно уплотняют штыкованием металлическим стержнем, то есть просто протыкается стержнем 25 раз после укладки каждого слоя. Затем, когда бетон уложен, избыток аккуратно срезается. Нельзя допускать перекоса конуса в процессе его подъема.

Показатель жесткости

Жесткие смеси, которые необходимо укладывать вибрационным воздействием, испытывают на удобоукладываемость другими прибором — техническим вискозиметром. Технический вискозиметр состоит из металлических форм и виброплощадки с определенными параметрами. У площадки амплитуда вертикальных колебаний в минуту — 0,35 мм, количество колебаний — примерно 2800-3000. Стандартный конус ставят на площадку, заполняют до верха. Сначала производят стандартное уплотнение штыкованием (как для определения подвижности), а затем окончательное уплотнение производится вибровоздействием до того момента, когда на поверхности конуса и под нижним основанием выступит цементное тесто.

Схема возможного расслоения бетонной смеси: а - в процессе транспортирования и уплотнения; б-после уплотнения; 1 - направление, по которому отжимается вода; 2 - вода; 3, 4 - мелкий и крупный заполнители.

Уплотнение производится в течение определенного периода времени (от 5 до 30 секунд). После уплотнения бетонную смесь аккуратно срезают вровень с конусом, поднимают его. На поверхность этого бетонного конуса устанавливают диск прибора со штангой, тогда снова включается виброплощадка.

Под воздействием вибрации бетон оседает на определенный уровень. После достижения нужной осадки вибрация прекращается, секундомер выключается. Удобоукладываемость измеряется в этом случае в секундах и характеризуется уже не показателем подвижности, а показателем жесткости. Такой способ измерения удобоукладываемости применяется, если берется наполнитель с крупностью зерен ≤ 40 мм.

Сверхжесткий раствор

Схема прибора и последовательность определения жесткости бетонной смеси: а - установка прибора и загрузка бетонной смеси, б - установка диска на поверхность бетонного конуса, в - момент окончания испытаний; 1 - цилиндрическое кольцо, 2 - эталонный конус, 3 - воронка, 4 - штатив, 5 - диск с отверстиями, 6 - штанга, 7 - виброплощадка.

Если раствор содержит крупный заполнитель, у которого размер зерен доходит до 70 мм, показатель жесткости менее 100 секунд (средняя жесткость), то удобоукладываемость измеряется упрощенно. На виброплощадке устанавливается и крепится металлическая форма в виде куба с внутренним размером ребра 200 мм. Внутри формы устанавливается стандартный конус, производится сначала стандартная укладка без вибрирования, затем вибрируется стандартно, до появления бетонного теста. После этого тесто срезается вровень с поверхностью конуса. Затем он снимается стандартно, и бетон подвергается вибровоздействию еще раз до того состояния, когда раствор заполнит собой все четыре угла кубической формы. Измеряется время выравнивания до горизонтального состояния (в секундах). В данном случае жесткость характеризуется временем выравнивания, которое должно быть умножено на коэффициент, равный 1,5.

Расслаиваемость бетона

а – по изменению скорости истечения смеси через отверстие; б – по измерению глубины проникания конуса;
в – по скорости погружения шарика; г – по усилию выдергивания; д – по усилию вращения коаксиальных цилиндров.

Кроме характеристик жесткости и подвижности, раствор характеризуется средней плотностью и пористостью. Пористость — отношение массы к объему. Свойство пористости используется в бетонах, имеющих пористые наполнители. Каждый вид обладает характеристикой пористости, определяемую объемом воздуха в бетоне. Для таких бетонов пористость определяется по объему пор в наполнителе. Важным показателем является свойство бетона расслаиваться. Бетонная смесь иногда становится неоднородной, расслаивается на отдельные составляющие. Расслаиваемость характеризуется водоотделением и раствороотделением.

Динамическое воздействие вызывает то, что более крупные частицы заполнителя под воздействием своего веса опускаются вниз, вода стремится подняться вверх, так как вода легче камня и песка. Водоотделение — нормальное явление для обычной бетонной смеси, оно не вызывает негативных изменений бетона. Ведь вода иногда испаряется и снижает водоцементное соотношение, что повышает прочность бетона. Если наступает расслаиваемость во время транспортировки, сопровождающаяся водоотделением, то данное явление негативное.

Плотные и легкие консистенции

упрощенным способом: а – общий вид прибора;
б – бетонная смесь до вибрирования; в – то же, после вибрирования;
1 – конус; 2 – форма куба; 3 – бетонная смесь; 4 – виброплощадка.

Расслоение вызывает небрежная транспортировка или неправильная укладка. Технология приготовления также влияет на последующую сохраняемость бетонной смеси. В связи с этим если раствор приготовлен с расходом цемента по минимуму, с превышением размера заполнителя, то сохраняемость слабая, она недолговечна и не соответствует качеству по плотности или по подвижности. Плотность бетона — характеристика непростая. Существует бетоны разной плотности: легкие, тяжелые, а также особо тяжелые. Плотность измеряется весом бетона по отношению к его объему. У легкого плотность находится в диапазоне 500-1800 кг/м3. Бетон же тяжелый — 1800-2500 кг/м3.

Можно увеличить плотность бетона использованием , пуццоланового портландцемента. Особо плотные бетоны широко применяют во время строительства АЭС, так как они защищают от воздействия ионизирующего излучения. Несущая способность бетона зависит от наполнителя и характеристики плотности. с малой плотностью обладают малой несущей способностью. Общие характеристики улучшаются при помощи пластификаторов. Это такие добавки, которые могут увеличить его плотность, препятствуют расслоению, улучшают удобоукладываемость с крупным наполнителем.

Нормы расслаиваемости и удобоукладываемости

Типы структур бетонной смеси и их влияние на водопотребность
равноподвижной смеси: I – смесь с плавающим заполнителем, II – смесь
с плотной упаковкой заполнителей, III – крупнопористая смесь с недостатком цементного теста.

Склонность к расслоению можно компенсировать тем, что ее укладывают в опалубку непосредственно на месте приготовления. Если бетон транспортируют по желобам, особенно с большой высоты, либо из-за изменения направления желоба, то он часто расслаивается. Оседание смеси часто происходит при слабой удобоукладываемости, когда работают вибратором долго. Расслоение бетона легко заметить, но измерить степень расслоения трудно. Степень расслоения видно хорошо во время испытаний на пластичность, когда бетонный кубик в течение 10 минут вибрируется, а потом разламывается. При избыточной вибрации расслоение видно по тому, как распределяется в кубике крупный наполнитель.

Норма расслаиваемости для разных смесей характеризуется значениями водоотделения и значениями раствороотделения (в процентах), указанными в ГОСТ 7473. Таблица 1 данного стандарта содержит сведения по норме удобоукладываемости, таблица 2 характеризует нормы расслаиваемости. Таблица 1 стандарта содержит количественные измерения нормы удобоукладываемости для разных марок бетонов по удобоукладываемости: сверхжестких смесей, жестких смесей и смесей подвижных. Для жестких и сверхжестких смесей таблица показывает жесткость в секундах, для подвижных — значение подвижности в миллиметрах.

Страница 3 из 13

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДВИЖНОСТИ РАСТВОРНОЙ СМЕСИ

2.1. Подвижность растворной смеси характеризуется измеряе-мой в сантиметрах глубиной погружения в нее эталонного конуса.

2.2. Аппаратура

2.2.1. Для проведения испытаний применяют:

прибор для определения подвижности (черт. 1);

стальной стержень диаметром 12 мм, длиной 300 мм;

2.2.2. Эталонный конус прибора изготавливают из листовой стали или из пластмассы со стальным наконечником. Угол при вершине должен быть 30° ± 30".

Масса эталонного конуса со штангой должна быть (300 ± 2) г.

Прибор для определения подвижности растворной смеси

1 - штатив; 2 - шкала; 3 - эталонный конус; 4 - штанга; 5 - держатели;

6 - направля-ющие; 7 - сосуд для раствор-ной смеси;

8 - стопорный винт

2.3. Подготовка к испытаниям

2.3.1. Все соприкасающиеся с растворной смесью поверхности конуса и сосуда следует очистить от загрязнений и протереть влажной тканью.

2.4. Проведение испытаний

2.4.1. Величину погружения конуса определяют в последова-тельности, приведенной ниже.

Прибор устанавливают на горизонтальной поверхности и про-веряют свободу скольжения штанги 4 в направляющих 6.

2.4.2. Сосуд 7 наполняют растворной смесью на 1 см ниже его краев и уплотняют ее путем штыкования стальным стержнем 25 раз и 5-6 кратным легким постукиванием о стол, после чего со-суд ставят на площадку прибора.

2.4.3. Острие конуса 3 приводят в соприкосновение с поверх-ностью раствора в сосуде, закрепляют штангу конуса стопорным винтом 8 и делают первый отсчет по шкале. Затем отпускают сто-порный винт.

2.4.4. Конус должен погружаться в растворную смесь свобод-но. Второй отсчет снимают по шкале через 1 мин после начала погружения конуса.

2.4.5. Глубину погружения конуса, измеряемую с погрешностью до 1 мм, определяют как разность между первым и вторым отсче-том.

2.5. Обработка результатов

2.5.1. Глубину погружения конуса оценивают по результатам двух испытаний на разных пробах растворной смеси одного заме-са как среднее арифметическое значение из них и округляют.

2.5.2. Разница в показателях частных испытаний не должна превышать 20 мм. Если разница окажется больше 20 мм, то испы-тания следует повторить на новой пробе растворной смеси.

2.5.3. Результаты испытаний заносят в журнал по форме сог-ласно приложению 2.

Содержание

Цель работы : Определение подвижности растворной смеси.

Теоретические положения

Подвижность растворной смеси – это способность легко растекаться по поверхности камня тонким слоем и заполнять все неровности основания. Степень подвижности растворной смеси определяют с помощью прибора по глубине погружения в растворную смесь стального эталонного конуса.

Определение подвижности растворной смеси

Описание оборудования : 1. Прибор для определений подвижности растворной смеси.

Порядок выполнения работы:

Прибор для определения подвижности растворной смеси (рис. 28) состоит из штатива, на стойке 6которого закреплены держатели 7. На конце нижнего держателя имеется зажимной винт 3 , удерживающий скользящий стержень 5 конуса 2 . К держателям прикреплена шкала с делениями 4, по которой отсчитывают глубины погружения конуса в растворную смесь и объем погруженной части конуса. Масса конуса со стержнем 5 и балластом должна быть 300 г, высота конуса – 145 мм, диаметр основания – 75 мм. Сосуд 1 для растворной смеси изготовлен из листовой стали в виде усеченного конуса.

Для определения подвижности раствора сосуд 1 наполняют смесью примерно на 1 см ниже его краев. Уложенный раствор штыкуют 25 раз стержнем диаметром 10 ¸ 12 мм и встряхивают 5 ¸ 6 раз легким постукиванием сосуда об стол. Острие конуса приводят в соприкосновение с поверхностью раствора в сосуде и закрепляют стержень в таком положении зажимным винтом 3 , отмечая при этом положение стрелки на шкале. Затем поворачивают зажимной винт, предоставляя конусу свободно погружаться в раствор и по окончании конуса записывают второй отчет по шкале. Глубину погружения конуса в раствор в сантиметрах определяют как разность между вторым и первым отсчетами. Значение подвижности раствора в сантиметрах вычисляют как среднее арифметическое результатов двух испытаний.

Рабочую подвижность в летних и зимних условиях в зависимости от его назначения принимают следующей, см:

Обычная кладка из сплошного кирпича, а также кладка

из бетонных и природных камней легких пород 9–13

Обычная кладка из дырчатого кирпича или керамических

камней с щелевыми пустотами 7–8

Бутовая кладка 4–6

Заливка пустот при бутовой кладке 13–15

Вибрированная бутовая кладка 1–3

Для кладки из сухих и пористых каменных материалов применяют растворы с большей подвижностью, а для кладки влажных и плотных материалов – с меньшей.

Выводы:_____________________________________________

Контрольные вопросы:

1. Что называют строительным раствором? Растворной смесью?

2. Какие бывают растворы в зависимости от вида минеральных вяжущих веществ?

3. Перечислить марки строительных растворов.

4. Что называют подвижностью растворной смеси?

5. Какая подвижность растворных смесей в зависимости от ее назначения?

Лабораторная работа № 17

Определение марки раствора

Цель работы : Определение марки раствора.

Теоретические положения

Основным качественным показателем строительного раствора является его марка, которую определяют путем испытания в возрасте 28 суток трех образцов-кубов размером 70,7x70,7x70,7 мм. При испытании растворной смеси подвижностью 5 см и более образцы-кубы изготовляют в металлических формах без поддонов, установленных на кирпич, а растворных смесей с подвижностью менее 5 см – в формах с поддонами.

Определение марки раствора

Описание оборудования : 1. Формы для изготовления кубов.

2. Гидравлический пресс.

Порядок выполнения работы:

Из растворных смесей подвижностью 5 см и более образцы-кубы изготовляют следующим образом: трехгнездовую металлическую форму без поддона предварительно смазывают машинным маслом и устанавливают на кирпич, поверхность которого покрыта мокрой газетной бумагой. Керамический кирпич должен иметь влажность не более 2 % и водопоглощение 10 ¸15 % (по массе). Все три отделения формы заполняют растворной смесью за один прием с некоторым избытком, затем уплотняют ее в каждом отделении формы 25 нажимами стального стержня диаметром 10 ¸ 12 мм, избыток растворной смеси срезают смоченным водой ножом вровень с краями формы и заглаживают поверхность. Повторнoe использование кирпича в качестве отсасывающего воду основания не допускается.

При изготовлении образцов-кубов из растворных смесей подвижностью менее 5 см в летних условиях собранную и смазанную металлическую форму заполняют растворной смесью в два слоя высотой примерно по 4 см. Избыток растворной смеси срезают смоченным водой ножом вровень с краями формы и заглаживают поверхность.

Через 24 ± 2 часа после укладки растворной смеси образцы освобождают из форм и хранят при температуре (20 ± 3) °С до момента их испытания (28 суток).

При испытании необходимо следить, чтобы плоскости пресса, соприкасающиеся с испытуемым образцом, были очищены. Испытуемый образец устанавливают на нижнюю опорную плиту пресса центрально относительно его оси так, чтобы основанием служили грани, соприкасающиеся со стенками формы при изготовлении образцов.

Предел прочности на сжатие R p для каждого образца вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки Р (в КН) на рабочую площадь образца S (в см 2):

За конечный результат принимают среднее арифметическое результатов испытаний трех образцов-кубов. Определение предела прочности раствора можно выполнять испытанием на изгиб и на сжатие образцов-балочек размером 40x40x160 мм по рекомендациям ГОСТ 5802-86.

Обработка результатов измерений

Вид раствора:

Среднее из 3-х значений ________________

Дата испытания: _________________________

Выводы: ____________________________________________

___________________________________________________________

Контрольные вопросы:

1. По какой формуле определяют предел прочности раствора при сжатии?
2. С какой целью смазывают металлическую форму?
3. Каковы сроки и режим твердения образцов из растворов на гидравлических вяжущих?
4. Почему при определении прочности раствора при сжатии для изготовления образцов в одних случаях используют формы без дна, а в других – обычные формы?
5. Применения строительных растворов.

Приложение 1

Образец оформления титульного листа отчета

Министерство образования и науки РФ

Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)

Кафедра строительного производства

Отчет

по лабораторным работам

Для определения подвижности плоских механизмов следует пользоваться формулой Чебышева:

W = 3n – 2p 5 – p 4 ,

где W - степень свободы механизма;

n - число подвижных звеньев;

p 1 - число низших кинематических пар (5 класса);

p 2 - число высших кинематических пар (4 класса).

Раздел 2. Кинематический анализ плоских механизмов с низшими парами

Кинематический анализ Механизмов имеет своей целью изучение теории строения механизмов, исследование движения звеньев с геомет­рической точки зрения, независимо от сил, вызывающих движение этих тел.

Кинематическое исследование состоит в решении следующих за­дач:

1. Определение класса механизма, т. е. выяснение, из каких структурных групп состоит механизм, и в какой последовательности эти группы присоединяются к исходному механизму 1 класса.

2. Определение перемещений звеньев и траекторий, описываемых точками звеньев.

3. Определение скоростей отдельных точек звеньев и угловых ско­ростей звеньев.

4.Определение ускорений отдельных точек звеньев и угловых ус­корений звеньев.

Пример: Дана схема (рис. 2.1), длины звеньев l O 1 A = 0,1 м, l A В = 0,28 м, l ВО3 = 0,24 м, l СО3 = 0,18 м, l С D = 0,28 м, n = 400 об/мин. Исследова­ние механизма производится в 10-м положении.

По рядок расчета:

1. Выбираем масштаб для построения кинематической схемы, определяемый по формуле

где l O 1 A = 0,1- истинная длина звена;

О 1 А = 50 мм - длина звена на чертеже.

2. В этом масштабе вычерчиваем планы механизма (рис. 2.1, а) в 12 равноотстоящих положениях кривошипа. За нулевое следует принять одно из крайних положений механизма. Для этого необходимо найти длины от­резков всех остальных

звеньев механизма, которые будут изображать их на чертеже:

Для того, чтобы найти правое крайнее положение механизма, нужно из точки О 1 ; отрезком длиной 0 1 А+АВ сделать засечку на дуге ра­диуса О 3 В. Получим точку В 0 для нулевого положения. Затем найдем все остальные положения звеньев механизма. С помощью засечки длиной АВ-0 1 А на дуге радиуса О 3 В определим левое крайнее положение точки В и обозначим ее через В 3 .

3. Производим структурный анализ. Так как заданный механизм плоский и относится к третьему семейству, то степень свободы меха­низма определяется по формуле Чебышева

где n - число подвижных звеньев, равное в данном механизме 5;

p 5 -число кинематических пар 5-го класса (низшие кинематиче­ские пары). В данном механизме их 7 (0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 3-0, 4-5, 5-0);

р 4 -число кинематических пар 4-го класса (высшие кинематиче­ские пары), их в механизме нет. Тогда:

Рис. 2.1. Кинематическое исследование рычажного механизма методом планов:

а -кинематическая схема; б - группы Ассура; в - план скоро­стей; г - план ускорений

В данном механизме нет лишних степеней свободы и пассивных связей.

Проведем разложение механизма на структурные группы Ассура. Разложение следует начинать с отделения группы, наиболее отдаленной от ведущего звена. Разложение будет правильным, если после отделения каж­дой группы оставшаяся часть представляет собой кинематическую цепь с тем же числом степеней свободы, что и исходный механизм. По­этому раз­ложение необходимо начать с попытки отделения групп 2-го класса (двух-поводковых). В случае неудачи следует отделить группу 3-го класса или 4-го класса.

На рис. 3.1,б показано разложение механизма на структурные группы. Формула строения механизма имеет вид 1(0,1)®2 21 (2,3)®2 22 (4,5), т. е. к исходному механизму

1-го класса (звенья 0,1) присоединя­ются группы Ассура 2-го класса, состоящие из звеньев 2 - 3 (2-го по­рядка, 1-го вида) и 4- 5 (2-го порядка, 2-го вида). По классификации Ассура-Арт­обо­левского данный механизм является механизмом 2-го класса. Струк­турный анализ механизма всегда предшествует кинематическому исследо­ванию.

Кинематическое исследование механизма необходимо начинать с механизма 1-го класса, т. е. с ведущего звена. Задачи кинематического и силового исследования механизма в каждом положении его ведущего звена решаются для каждой группы Ассура отдельно, согласно формуле строе­ния.

Рассмотрим построение кинематических диаграмм. По найденным на пла­нах механизма (рис. 2.1,а) положениям ведомого звена 5 вычерчиваем гра­фик перемещения ползуна D (рис. 2.2,а), начиная от крайнего правого по­ложения. Так как по условию w 1 =const, то ось абсцисс является не только осью углов (j поворота кривошипа, но и осью времени t).

Время оборота ведущего звена (кривошипа O 1 A) в секундах, най­дем по формуле

x = 0-12 = 120...180 мм; тогда масштаб времени, с/мм

Масштаб перемещений, откладываемых по оси ординат, берем та­ким же, что и масштаб длины на схеме механизма, или изменяем.

Дифференцируя график перемещений, получим график изменения скорости ведомого звена. Дифференцирование проводим графически мето­дом хорд.

Последовательность построения графика V D = V D (t) (рис.2.2,б):

1. Проводим секущие (хорды) 0a, аb, bс, сd, df и т. д.

2. Выбираем полюс р v на расстоянии H v , которое рекомендуется брать порядка 20...40 мм, и проводим из него лучи 1, 2, 3, 4 и т. д., параллель­ные секущим 0a, аb, bс, сd, df и т.д., до пересечения с осью ординат.

3. Из точек пересечения 1, 2, 3 и т. д. проводим горизонтали до пере­сечения с вертикальными прямыми, проведенными из середин 0-1, 1-2 и т. д. отрезков времени Dt.

4. Точки пересечения 1", 2", 3", 4" и т. д. соединяем плавной кривой. Это будет кривая изменения скорости ведомого звена.

5. Вычисляем масштаб скорости, мс -1 /мм,

где w 1 - угловая скорость звена 1,

m s - масштаб перемещений;

m t - масштаб времени;

H v -полюсное расстояние, мм.

Масштаб графика скорости зависит от выбора полюсного рас­стояния. Чем больше полюсное расстояние, тем меньше численный мас­штаб и тем большие ординаты имеет график скорости. Начальная и ко­нечная точки графика за период цикла движения механизма должны иметь одинаковые ординаты (в данном случае они равны нулю).

Аналогичным способом получим кривую ускорения (рис.2.2,в), дифференцируя график скорости. График ускорения, постро­енный путем графического дифференцирования кривой графика скоро­сти, изображает закон изменения лишь касательного ускорения. Только в случае прямолинейного движения точки, когда нормальное ускорение равно нулю, построенный график отобразит (как в нашем примере) закон изменения полного ускорения. Начальная и конечная точки графика ус­корения за время цикла движения механизма должны иметь одинаковые ординаты.

Масштаб графика ускорений, мс -1 /мм, определяется по формуле

Рис. 2.2. Кинематические диаграммы

Рассмотрим построение плана скоростей для 10-го положения (рис. 2.1,в).

Величина скорости точки A, м/с, перпендикулярной кривошипу 0 1 A, определяется по формуле

Для построения плана скоростей выбираем на плоскости произ­вольную точку р - полюс плана скоростей, который является началом плана скоростей. Из полюса откладываем отрезок рa , изображающий на плане скоростей вектор скорости V A . Он перпендикулярен звену 0 1 А.

Тогда масштаб плана скоростей, мс -1 /мм

Рассмотрим первую группу звеньев (звенья 2 и 3).

Для определения скорости точки В напишем два векторных урав­нения согласно теореме о сложении скоростей при плоско­параллельном движении:

Векторы относительных скоростей V В A и V BO 3 известны только по направлению. Вектор относительной ско­рости V ВA перпендикулярен звену AВ, а вектор V ВОЗ - звену О 3 В.

Точка О 3 неподвижна, поэтому V 03 =0. Таким образом, рассматри­ваемая группа присоединена к двум точкам, скорости которых известны и по направлению, и по величине.

В соответствии с векторным уравнением (2.3) на плане скоростей прово­дим через точку (а ) прямую, перпендикулярную звену AВ. Это есть ли­ния вектора V BA . В соответствии с векторным равенством (2.4) про­водим через точку О 3 на плане скоростей прямую, перпендикулярную звену O 3 B. Это будет линия вектора V ВОЗ. Точка (в ) пересечения этих двух пря­мых и будет определять конец вектора, изображающего на плане скоро­стей вектор Vв. Чтобы определить истинную величину любого из векто­ров в м/с, надо его длину умножить на масштаб плана скоростей.

Напри­мер,

Для определения скорости точки С воспользуемся тем, что кар­тина относительных скоростей образует на плане скоростей фигуру, по­добную фигуре звена и повернутую относительно ее на 90° в сторону вращения звена. В соответствии с этим отрезок рb плана скоростей раз­делим в отно­ше­нии О 3 В: O 3 C, т. е.

Откуда

Величина скорости точки С, м/с

Перейдем к группе (звенья 4 и 5).

Для определения скорости точки D напишем векторные уравнения

Вектор относительной скорости V DC и вектор абсолютной скорости V D не известны по величине, но известны по направлению. В соответствии с векторным уравнением через точку С на плане скоростей проводим пря­мую, перпендикулярную звену CD. Это будет линия относительной скоро­сти, где далее проводим линию параллельно направляющей

Х-Х. Точка d, пе­ресечения этих прямых и есть искомая точка. Истинная величина скорости точки D, м/с

Определим угловые скорости. Угловая скорость звена 2, рад/с, оп­ределяется по формуле

Чтобы определить направление угловой скорости w 2 , следует век­тор относительной скорости V BA перенести в точку В механизма, а точку A мысленно закрепить. Тогда вектор V BA будет стремиться вращать звено 2 по ходу часовой стрелки. Это и будет направление угловой ско­рости w 2

Остальные угловые скорости: