4.8. Определение марки цемента. Определение цемент


Цементы. Термины и определения

www.steps.ru

Термин Определение

1 Общие понятия

Цемент Порошкообразный строительный вяжущий материал, который обладает гидравлическими свойствами, состоит из клинкера и, при необходимости, гипса или его производных и добавок
Общестроительный цемент Цемент, основным требованием к которому является обеспечение прочности и долговечности бетонов или растворов
Специальный цемент Цемент, к которому наряду с формированием прочности предъявляют специальные требования
Вещественный состав цемента Содержание основных компонентов в цементе, выражаемое в процентах его массы
Основные компоненты цемента Клинкер, гипс или его производные, а также минеральные добавки, содержание которых в цементе составляет свыше 5 % массы
Вспомогательные компоненты цемента Минеральные добавки, содержание которых в цементе не более 5 % массы
Портландцемент Цемент, полученный на основе портландцементного клинкера
Глиноземистый (высокоглиноземистый) цемент Цемент, полученный на основе глиноземистого (высокоглиноземистого) клинкера
Сульфоалюминатый (-ферритный) цемент Цемент, полученный на основе сульфоалюминатного (-ферритного) клинкера
Тонкость помола цемента Характеристика дисперсности цемента, которая может быть выражена массовой долей остатка (прохода) на одном или нескольких контрольных ситах или величиной удельной поверхности
Затворение цемента Смешивание цемента с водой
Водоцементное отношение (сокращенно В/Ц) Отношение массы воды затворения к массе цемента
Цементно-водное отношение (сокращенно Ц/В) Величина, обратная водоцементному отношению
Цементное тесто Однородная пластичная смесь цемента с водой
Цементный раствор Однородная смесь цемента, кварцевого песка и воды в любых соотношениях
Нормальная густота цементного теста Водоцементное отношение в процентах, при котором достигается нормированная консистенция цементного теста
Водопотребность цемента Водоцементное отношение, при котором достигается нормированная подвижность стандартного цементного раствора
Стандартный песок Кварцевый природный песок с нормированным зерновым и химическим составом, предназначенный для испытаний цемента
Стандартный цементный раствор Однородная смесь цемента, стандартного песка и воды в нормированном соотношении
Гидратация цемента Химическое взаимодействие цемента с водой с образованием кристаллогидратов
Схватывание цемента Необратимая потеря подвижности цементным тестом в результате гидратации
Сроки схватывания цемента Время начала и конца схватывания цементного теста, определяемое в нормированных условиях
Ложное схватывание цемента Преждевременная частичная или полная потеря подвижности цементным тестом, устраняемая с помощью механического воздействия
Твердение цементного теста Процесс формирования прочной структуры цементного камня
Цементный камень Материал, образующийся в результате гидратации и твердения цемента
Класс прочности цемента Условное обозначение одного из значений параметрического ряда по прочности в максимальные сроки, установленные нормативным документом
Активность цемента Фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раствора, изготовленных и испытанных в стандартных условиях, установленных нормативным документом
Гидравлические свойства Способность тонкоизмельченного материала, затворенного водой, после предварительного твердения на воздухе или без него продолжать твердеть в воде и на воздухе
Примечание - Термин относится к цементам и минеральным добавкам к нему
Пуццоланические свойства Способность тонкоизмельченного материала в присутствии извести проявлять гидравлические свойства
Гидрофобизация цемента Повышение устойчивости цемента к воздействию влаги воздуха путем введения специальных добавок, гидрофобизирующих поверхность зерен цемента
Пластификация цемента Снижение водопотребности цемента путем введения специальных добавок

2 Компоненты вещественного состава и их характеристика

Цементный клинкер (Клинкер) Продукт, получаемый обжигом до спекания или плавления сырьевой смеси надлежащего состава и содержащий, главным образом, высокоосновные силикаты и (или) высоко- или низкоосновные алюминаты кальция
Портландцементный клинкер Клинкер, состоящий преимущественно из высокоосновных силикатов кальция, а также алюминатов и алюмоферритов кальция
Сульфоалюминатный (-ферритный) клинкер Клинкер, состоящий преимущественно из сульфоалюминатов (-ферритов) кальция
Глиноземистый (высокоглиноземистый) клинкер Клинкер, состоящий преимущественно из низкоосновных алюминатов кальция
Клинкерный минерал Искусственное соединение стехиометрического состава, представляющее собой кристаллохимическую основу клинкерных фаз
Клинкерная фаза Составляющая часть клинкера в виде твердых растворов на основе клинкерных минералов, отдельных оксидов или стекла
Минералогический состав клинкера Содержание основных клинкерных минералов, определяемое расчетным путем на основе данных химического анализа
Клинкер нормированного состава Клинкер, к минералогическому составу которого установлены требования нормативным документом
Фазовый состав клинкера Содержание основных клинкерных фаз, определяемое физико-химическими методами анализа
Минеральная добавка к цементу Материал, вводимый в цемент с целью достижения определенных показателей качества и (или) экономии топливо-энергетических ресурсов
Активная минеральная добавка к цементу Минеральная добавка к цементу, которая в тонкоизмельченном состоянии обладает гидравлическими или пуццоланическими свойствами
Гидравлическая добавка к цементу Активная минеральная добавка к цементу, обладающая гидравлическими свойствами
Пуццолановая добавка (Пуццолана) Активная минеральная добавка к цементу, обладающая пуццоланическими свойствами
Добавка-наполнитель к цементу Минеральная добавка к цементу, которая в тонкоизмельченном состоянии является инертной или имеет слабые гидравлические или пуццоланические свойства
Композиционная добавка к цементу Добавка, состоящая из смеси двух и более минеральных добавок
Специальная добавка к цементу Добавка к цементу, вводимая для придания ему специальных свойств или регулирования отдельных показателей качества
Технологическая добавка к цементу Добавка к цементу, вводимая для улучшения процесса помола и (или) для облегчения транспортировки цемента по трубопроводам

3 Свойства цемента

Строительно-технические свойства цемента Совокупность свойств цемента, характеризующих его способность образовывать в результате твердения прочный и долговечный цементный камень
Равномерность изменения объема цемента Свойство цемента в процессе твердения образовывать цементный камень, деформация которого не превышает значений, установленных нормативным документом
Тепловыделение цемента Количество теплоты, выделяемое при гидратации цемента
Водоотделение цемента Количество воды, отделившейся при расслоении цементного теста вследствие осаждения частиц цемента
Самонапряжение цемента Способность цементного камня напрягать заложенную в него арматуру
Расширение цемента Увеличение линейных размеров цементного камня при твердении
Усадка цемента Уменьшение линейных размеров цементного камня при твердении
Тампонажно-технические свойства цемента Совокупность свойств цемента, характеризующих его пригодность для тампонирования скважин
Коррозиестойкость цемента Способность цементного камня противостоять химическому и физическому воздействию агрессивной среды
Сульфатостойкость цемента Способность цементного камня противостоять разрушающему действию водных сред, содержащих сульфат-ионы
Морозостойкость цемента Способность цементного камня противостоять многократному попеременному замораживанию и оттаиванию

4 Оценка качества

Уровень качества цемента Степень соответствия цемента требованиям нормативного документа, определяемая по установленной процедуре
Производственный контроль цемента Контроль, осуществляемый на стадии производства и включающий испытания сырья, клинкера и цемента, проводимый в объеме и в сроки, установленные действующей у изготовителя технологической документации
Приемочный контроль Контроль продукции, по результатам которого принимается решение о ее пригодности к поставкам и (или) использованию (ГОСТ 16504)
Контрольные испытания цемента Испытания, проводимые для контроля качества цемента с целью определения его соответствия установленным требованиям
Партия цемента Определенное количество цемента одного типа (вида) и класса прочности (марки), изготовленное одним предприятием по одной технологии в одинаковых условиях, одновременно предъявленное к приемке и оформленное одним документом о качестве
Приемосдаточные испытания Контрольные испытания продукции при приемочном контроле (ГОСТ 16504)
Дефект Каждое отдельное несоответствие продукции установленным требованиям (ГОСТ 15467)
Значительный дефект Дефект, который существенно влияет на возможность использования продукции по прямому назначению и (или) на ее долговечность, но не является критическим (ГОСТ 15457)
Малозначительный дефект Дефект, который существенно не влияет на использование продукции по назначению и ее долговечность (ГОСТ 15467)
Проба цемента Количество цемента, отобранное от контролируемой партии (части партии) для проведения испытаний
Точечная проба цемента Проба цемента, взятая из одного места за одну операцию
Объединенная проба цемента Проба цемента, образованная путем тщательного смешивания всех точечных проб, относящихся к партии (части партии)
Лабораторная проба цемента Часть объединенной пробы, предназначенная для проведения испытаний
Контрольная карта средних арифметических Контрольная карта, на которую наносят значения выборочного среднеарифметического параметра (ГОСТ 15895)
Граница регулирования Линия на контрольной карте, используемая в качестве критерия для принятия решения относительно технологического процесса (ГОСТ 15895)
Предупреждающая граница Линия на контрольной карте, под (верхней), над (нижней) границей регулирования или между ними при статистически управляемом технологическом процессе (ГОСТ 15895)

Определение марки (активности) цемента

Вступление, определение понятия

Активность цемента определяется как показатель фактической прочности образцов, специально изготовленных для анализа и испытанных в заданных условиях, определенных нормативными документами.

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию) и 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%. Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу. Нижний слой – 15 раз, а верхний, соответственно, 10. Затем форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают. Затем цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд. Затем основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение. Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения - 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой - 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура - 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

 

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году компания «Интерприбор» разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

www.interpribor.ru

5. Определение марки цемента

Марка цемента определяется пределом прочности при изгибе образцов-балочек 4х4х16 см и сжатии их половинок из раствора состава 1:3 (по массе) с нормальным песком, изготовленных и твердевших в соответствии с тре­бованиями ГОСТ 30744-2001; ГОСТ 310.4-81* и испытанных через 28 дней с мо­мента изготовления.

Образцы-балочки и их половинки при испытании должны иметь предел прочности при изгибе и сжатии не ниже величин, указанных в таблице.

Для определения прочностных характеристик цемента изготовляются образцы-балочки из цементного раствора сос­тава 1:3, состоящего из одной весовой части цемента и трёх весовых частей песка, при водоцёментном отношении не менее 0,40 и консистенции раствора, характеризуемой расплывом конуса на встряхивающем столике не менее 106мм.

Цемент

Марка цемента

Предел прочности при изгибе в возрасте, сут.

Предел прочности при сжатии в возрасте, сут.

28

28

Портландцемент без добавок и с минеральными добавками

400

500

550

600

-

-

-

-

5,5/55

6/60

6,2/62

6,5/65

-

-

-

-

40/400

50/500

55/550

60/600

Быстротвердеющий портландцемент

400

500

4/40

4,5/25

5,5/55

6/60

25/250

28/280

40/400

50/500

Сульфатостойкий портландцемент

500

-

5,5/55

-

40/400

Сульфатостойкий портландцемент с минеральными добавками

500

-

6/60

-

50/500

Белый и цветные портландцементы

300

400

500

-

-

-

4,5/44

5,5/55

6/60

-

-

-

30/300

40/400

50/500

Шлакопортландцемент

300

400

500

-

-

-

4,5/45

5,5/55

6/60

-

-

-

30/300

40/400

50/500

Пуццолановый портландцемент

300

400

-

-

4,5/45

5,5/55

-

-

30/300

40/400

Точное количество воды устанавливается определением нормальной густоты пластичного раствора.

Определение нормальной густоты пластичного цементного раствора

Нормальную густоту раствора пластичной консистенции определяют по расплыву конуса на встряхивающем столике (рис.5)

Рис. 5. Встряхивающий столик с конусом-формой: 1 – кулачок; 2 – ролик; 3 – шток; 4 – диск; 5 – стекло; 6 – конус-форма; 7 - насадка

Столик состоит из чугунной станины, установленной строго горизонтально. На валу находится кула­чок (1), который поднимает ось (3) с горизонтальным диском. При помощи кулачка ось вместе с укреплённым диском подучает вертикальное перемещение. На диске закрепля­ется лист стекла (5) диаметром 300 мм Подъём столика должен быть равным 10 мм. Для установления нормальной густоты цемен­тного раствора отвешива­ют 500г цемента и 1500г стандартного Вольского песка и перемешивают вруч­ную в течение 1 мин. За­тем в смесь вливают воду в количестве 40-60% от массы цемента и перемеши­вают ещё одну минуту. Раствор переносят на валковую растворомешалку где он перемешивается в течение 2,5 мин (20 оборотов мешалки). Конус ставят в центре столика и наполняют раствором в 2 приёма слоями равной толщины. Раствор уплотняют металлической штыковой нижняя слой 15 штыкованиями, верхний - 10.После уплотнения верхнего, слоя раствора излишек его срезает ножом вровень с краями конуса. Затем конус снимают в вертикальном направлении. После чего раствор встряхивают на столике 30 раз в течение 30 с и измеряют величину расплыва нижнего основания конуса в двух взаимно-перпендикулярных направлениях.

За нормальную густоту раствора, выражаемую в процентах от массы цемента, принимается его консистенция, при которой расплыв нижнего основания конуса составляет 106-115мм.

Если растекание меньше 106 мм или больше 115 мм, то готовят новый раствор с большим или меньшим количеством воды. Потребное количество воды выражают в виде водоцементного отношения.

№ определения

Количество воды

Диаметр расплыва, см

в %

в мм

1.

2.

3.

studfiles.net

4.8. Определение марки цемента

Определение марки цемента проводят по ГОСТ 310.4-81 «ЦЕМЕНТЫ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ И СЖАТИИ».

Марку цемента устанавливают по величине предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек размером 40x40x160 мм3, изготовленных из пластичного цементного раствора состава 1:3 по массе (1 ч. цемента и 3 ч. эталонного монофракционного песка Привольского месторождения (Вольский песок), отвечающего требованиям ГОСТ 6139-2003 «ПЕСОК ДЛЯ ИСПЫТАНИЙ ЦЕМЕНТА. Технические условия»).

Применяемая аппаратура: мешалка для перемешивания цементного раствора; чаша и лопатка; встряхивающий столик и форма-конус; штыковка; формы для изготовления образцов-балочек; насадка к формам; вибрационная площадка; прибор для испытания на изгиб образцов-балочек; пресс для определения предела прочности при сжатии; пластинки для передачи сжимающей нагрузки.

Для перемешивания (приготовления) цементного раствора применяют лопастную (рис. 4.11) или бегунковую (4.12) мешалку.

Рис. 4.11 – Схема мешалки для приготовления цементного раствора

1 – чаша; 2 – ведомая лопасть; 3 – ведущая лопасть; 4 – лопасть-скребок

а)

1 – станина; 2 – смесительная чаша; 3 – откидная траверса; 4 – бегунок для перемешивания раствора

б)

1 – станина; 2 – чаша; 3 – ось чаши; 4 – откидная траверса; 5 – бегунок для перемешивания раствора

Рис. 4.12 – Бегунковая мешалка (а) и ее схема (б)

Чаша и лопатка показаны на рис. 4.5.

Конструкция встряхивающего столика (рис. 4.13) должна обеспечивать плавный без перекосов подъем подвижной части на высоту 10 мм и ее свободное падение с этой высоты до удара о неподвижную преграду.

а)

1 - станина; 2 - вал; 3 - кулачок; 4 - ось; 5 – диск;

6 – лист стекла; 7 - форма-конус с насадкой;

8 - маховик

б)

1 - кулачок; 2 - диск; 3 - шток; 4 - станина; 5 - форма-конус с центрирующим устройством; 6 -насадка

Рис. 4.13 – Встряхивающий столик с форма-конусом (а) и его схема (б)

Штыковка имеет размеры, показанные на рис. 4.14.

Рис. 4.14 – Штыковка

1 - стержень; 2 - рукоятка

Разъемная форма для изготовления балочек показана на рис. 4.15, а приспособления для их испытаний – на рис. 4.16.

Рис. 4.15 – Разъемная форма для изготовления балочек

а)

б)

Рис. 4.16 – Схема опирания балочки при испытаниях на изгиб (б)

и пластин для испытаний половинок балочек на сжатие

Образцы-балочки испытывают на изгиб с помощью машины МИИ-100 (рис. 4.17) следующим образом. Стрелку 2 устанавливают на 0 шкалы 1, перемещая винте грузом 6 вдоль прорези 5. Образец-балочку 11 устанавливают на опоры 13 изгибающего устройства (расстояние между центрами опор 100 мм) и маховичком 12 создают первичное натяжение валика 10. При отклонении стрелки 2 до деления 4,5 шкалы натяжение прекращают. После этого, поднимая рукоятку управления 7, включают электродвигатель машины, который перемещает с постоянной скоростью по одному коромыслу рычага груз постоянной массы. Коромысло 9 этого рычага связано с серьгой изгибающего устройства. При перемещении груза плавно увеличивается усилие на испытываемую балочку.

Машина снабжена счетчиком 8, который автоматически, в зависимости от положения груза, показывает напряжение в бал очке в данный момент испытания. В момент разрушения образца коромысло, падая, ударяется о шайбу 4 амортизатора 3 и выключает машину. На счетчике остается показание предела прочности при изгибе (в кгс/см2). Сняв половинки балочек, рукоятку управления опускают в крайнее нижнее положение. При этом машина возвращает груз в начальное положение, а счетчик сбрасывает показания до нуля.

Рис. 4.17 – Схема испытательной машины МИИ-100

Проведение испытаний. Сначала определяют консистенцию цементного раствора, которая требуется для изготовления образцов-балочек. Для этого отвешивают 1500 г песка и 500 г цемента и отмеряют 200 г воды (В/Ц = 0,4).

При использовании лопастной мешалки (рис. 4.11) компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.

При использовании бегунковой мешалки (рис. 4.12) отвешенные песок и цемент высыпают в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком лопатой в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц=0,40), дают воде впитаться в течение 0,5 мин и перемешивают смесь в течение 1 мин. Далее раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и перемешивают в последней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши мешалки).

По окончании перемешивания определяют консистенцию цементного раствора. Для этого используют встряхивающий столик и металлическую форму-конус (рис. 4.13). Встряхивающий столик состоит из чугунной станины 1 на валу 2 находится кулачок 3, который поднимает ось 4 с горизонтальным диском 5 и закрепленным на нем листом зеркального стекла диаметром 300 мм. При вращении маховика 8 ось с укрепленным диском при помощи кулачка совершает возвратно-поступательное вертикальное движение. При этом столик поднимается на 10 мм, встряхивая форму 7.

Перед укладкой смеси в конус внутреннюю поверхность его и стеклянный диск слегка увлажняют. Растворную смесь укладывают в форму-конус двумя слоями равной толщины. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (рис. 4.14). Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний – 10. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к стеклянному диску. Излишек раствора срезают ножом и форму-конус медленно поднимают. Затем, вращая рукоятку маховика, встряхивают столик 30 раз в течение 30 с, при этом конус цементного раствора расплывается.

При помощи штангенциркуля или стальной линейки измеряют расплыв конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях. Консистенцию раствора считают нормальной, если расплыв конуса оказался равным 106-115 мм. Если расплыв конуса окажется менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва конуса 106-108 мм. Если расплыв конуса окажется более 115 мм, количество воды уменьшают для получения расплыва конуса 113-115 мм.

Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для проведения дальнейших испытаний.Водопотребность раствора выражают в виде водоцементного отношения, при котором расплыв конуса составил нормируемую величину – 106-115 мм.

Образцы-балочки формуют в трехгнездовых металлических формах (см. рис. 4.15). Внутреннюю поверхность стенок и поддона слегка смазывают машинным маслом. На собранную форму надевают металлическую насадку и густой смазкой промазывают снаружи стык между формой и насадкой.

Цементный раствор нормальной консистенции для изготовления трех образцов-балочек приготовляют так же, как и для определения нормальной густоты раствора, т. е. из 500 г цемента и 1500 г песка. На каждый намеченный срок испытания изготовляют три образца.

Для уплотнения раствора подготовленную форму с насадкой прочно закрепляют на стандартной виброплощадке, создающей вертикальные колебания с амплитудой 0,35 мм и частотой 2800-3000 колебаний в 1 мин.

Готовый раствор укладывают в гнезда формы слоем приблизительно 1 см и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин (от начала вибрации) виброплощадку выключают и снимают форму. Затем смоченным ножом срезают излишек раствора, зачищают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют образцы.

Готовые образцы в формах хранят в ванне с гидравлическим затвором (см. рис. 4.7) в течение (24±1) ч. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальное положение в ванну с водой, где хранят до момента испытания. Образцы в воде не должны соприкасаться один с другим и вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Необходимо, чтобы объем воды в сосуде для хранения образцов был в 4 раза больше объема образцов. Температуру воды в ванне поддерживают (20±2) 0С. Воду, в которой хранят образцы, рекомендуется менять через каждые 14 дней. Вынутые образцы испытывают, предварительно протерев, не позднее чем через 30 мин.

Для определения марки цемента образцы-балочки в возрасте 28 сут с момента их изготовления испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок – на сжатие.

При испытаниях на изгиб (в приборе МИИ-100, рис. 4.17) образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Предел прочности при изгибе образцов цементного раствора вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытания трех образцов-балочек.

Половинки балочек испытывают на сжатие на гидравлическом прессе. Для передачи нагрузки на половинки балочек применяют плоские стальные шлифованные пластинки площадью 25 см2 (рис. 4.16б). Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, совпадали с рабочими поверхностями пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой стенке образца (рис. 4.18).

Рис. 4.18 – Схема испытаний половинок балочек на сжатие

1, 3 - нижняя и верхняя плиты пресса; 2 - пластинки

При испытании образца на сжатие скорость увеличения нагрузки должна быть около 5 кН/с.

Предел прочности при сжатии Rсж, МПа, определяют по формуле:

Rсж = Р/S, (4.2)

где Р – разрушающая нагрузка, Н; S – рабочая площадь пластинки, мм2.

Предел прочности при сжатии образцов, изготовленных из испытываемого цементного раствора, вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов шести испытанных образцов.

Полученные результаты испытаний сравнивают с требованиями ГОСТ 10178-85 для портландцемента, приведенными в табл. 4.2, и делают заключение о марке испытанного цемента.

Таблица 4.2

Требования к маркам портландцемента и его разновидностей

Цемент

Марка

Предел прочности в возрасте 28 сут, МПа (кгс/см2)

при изгибе

при сжатии

Портландцемент обыкновенный и Шлакопортландцемент

300

400

500

550

600

4,4 (45)

5,4 (55)

5,9 (60)

6,1 (62)

6,4 (65)

29,4 (300)

39,2 (400)

49,0 (500)

53,9 (550)

58,8 (600)

16

studfiles.net


Смотрите также