Методика отбора проб полученной бетонной смеси, оценка её качества при определении значений предела прочности на сжатие контрольных образцов бетона
Оценку качества готовой бетонной смеси проводят для установления рациональной продолжительности перемешивания, а также для выявления эффективности конструктивных особенностей смесителей при испытаниях.
В результате перемешивания в смесителе происходит взаимное перемещение частиц разных компонентов, находящихся до перемешивания
отдельно или в неоднородном состоянии. В идеализированном процессе мы должны получить такую смесь, в которой при взятии пробы из любой ее точки к каждой частичке одного из компонентов примыкают частицы других компонентов в количествах, определяемых исходным соотношением компонентов [75]. Так, если смешиваются три компонента, массы которых относятся как целые числа p:q:m,то в любом малом объеме, взятом в произвольной точке смесительной чаши, массы после идеального смешивания тоже должны относиться какp:q:m [128].
Такое идеальное взаиморасположение частиц в действительности не встречается, так как слишком велико число факторов, которые влияют на их взаимные перемещения и от которых, в конечном результате, зависит степень смешения.
Для оценки качества смешивания одной случайной величиной смесь принято считать условно двухкомпонентной. Для этого необходимо выделить из готовой смеси один компонент, называемый ключевым, а все остальные объединить во второй условный компонент. По степени распределения ключевого компонента в массе второго условного компонента и судят о качестве смеси. Таким образом, в двухкомпонентной смеси случайной величиной X является содержание ключевого компонента в ее микрообъемах.
Получившим наибольшее распространение в качестве критерия оценки качества смешивания при производстве бетона принято считать коэффициент неоднородности (вариации):
Отобранные для оценки пробы бетонной смеси, по которым производится статистическая оценка качества, должны быть представительными, т.е.
иметь вес, который минимизирует случайные отклонения соотношения компонентов и не затушевывал общую картину распределения компонентов смеси по объему контрольного образца.
При снижении веса пробы, более точно может быть охарактеризовано качество готовой смеси. Однако уменьшать вес пробы бесконечно нельзя, даже при обладании самыми совершенными методиками ее анализа, так как неизбежно наступит момент, когда избыток или недостаток в пробе одного из компонентов, исчисляемый одной или несколькими его частицами, будет существенно сказываться на величине Vc.
Минимально допустимый вес пробы См, обеспечивающий достоверность результатов оценки качества смеси, может быть рассчитан следующим образом.
Пусть имеется идеально перемешанная смесь компонентов, состоящая из шарообразных частиц одинакового размера и веса. Тогда при заданной концентрации ключевого компонента С0 минимально необходимый вес пробы определится следующим образом:
где d- диаметр частиц, составляющих смесь, м.
При дозировании исходных компонентов и проб готовой смеси, полученной при экспериментальных исследованиях, использовались электронные весы CAS SW-10, имеющие погрешность измерений 0,5%.
Прочность на сжатие, полученной в ходе эксперимента бетонной смеси, определяют по ГОСТ [39, 40]. Сущность определения прочности бетона состоит в измерении минимальных разрушающих усилий, специально изготовленных контрольных образцов бетона (рис. 3.2), нагружаемых с постоянной скоростью.
Пробы бетонной смеси для изготовления образцов при контроле прочности бетона отбирают из рабочей зоны смесителя в соответствии с требованиями ГОСТ 10181-2000 и ГОСТ 18105-2010 [40, 42].
При проведении оценочных испытаний бетона на прочность при сжатии образцы, имеющие форму куба, устанавливают в центр нижней опорной плиты пресса (рис. 3.3), ориентируясь по рискам, нанесенным на неё или используя специальное приспособление для центровки.
Рисунок 3.2.
Контрольные образцы готового бетона:а) - до испытаний, б) - после испытаний
Рисунок 3.3. Используемый при испытании образцов на прочность при сжатии
пресс П-50
Шаг шкалы силоизмерителя пресса подбирают из условия, что ожидаемое значение разрушающей нагрузки должно изменяться в интервале от 20% до 80% от максимальной нагрузки, допускаемой выбранной шкалой. Нагружение образцов проводят непрерывно с постоянной скоростью нарастания нагрузки до их разрушения. Время нагружения образца бетона до его разрушения должно
составлять не менее 30 с. Максимальное усилие, достигнутое прессом в процессе испытания, принимают за величину прочности испытываемого бетона.
Прочность бетона на сжатие R, МПа, вычисляют с точностью до 0,1 МПа по формуле:
где F- разрушающая нагрузка, Н;
A- площадь рабочего сечения образца, мм2;
Прочность бетона при испытании серии образцов определяют как среднеарифметическое значение прочности всех испытанных образцов:
- из двух образцов - по двум образцам;
- из трех образцов - по двум образцам с наибольшей прочностью;
- из четырех образцов - по трем образцам с наибольшей прочностью;
- из шести образцов - по четырем образцам с наибольшей прочностью.
При отбраковке дефектных образцов прочность бетона в серии определяют по всем оставшимся образцам, если их не менее двух.
3.4.