Расширяющиеся цементы: особенности составов, свойства и назначение. Определение гипса в цементе


Технология бетона, стр. №27

Роль гипса в процессе загустевания бетонных смесей и твердения портландцемента и цементов на его основе

Определение роли гипса в процессе твердения портландцемента и цементов на его основе начнем с рассмотрения безгипсовых, нестандартных цементов. Роль гипса в процессе структурообразования цементного камня из полидисперсного и полиминерального цемента и воды, протекающем в самых различных условиях, нельзя рассматривать вне сведений о минералах цемента. Напомним, что реакции между полиминеральными зернами цемента протекают с двуводным гипсом, который сам не образует с водой вяжущего материала.

Наличие гипса в цементе приводит к образованию новых соединений, которых нет в безгипсовом цементе. Эти соединения названы гидросульфоалюминатами кальция и имеют две формы: высокосульфатную ЗСа0-А1203 X3CaSO4·31h30 и низкосульфатную 3CaO-Al203-CaS04-12h30. Как видно из химической формулы, для образования этих соединений в цементах должен присутствовать минерал С3А. Каждая из этих двух форм гидросульфоалюмината обладает свойствами, которые широко используются в строительном производстве. Изменение объема образца, изготовленного из гидросульфоалюмината высокосульфатной формы с избытком извести. Основным признаком этой формы гидросульфоалюмината является значительное расширение объема такого соединения. Для его образования из минерала С3А и гипса в их эквимолекулярной смеси на 1 вес. ч. С3А надо брать 1,91 вес. ч. CaS04-2h30 и 1,94 вес. ч. Н20. Для регулирования сроков схватывания такое соотношение количеств вводимого гипса и воды значительно меньше. Это видно из расчета соотношения этих компонентов в цементах.

Из ГОСТа на цементы следует, что максимальное содержание химически чистого гипса не должно превышать 7% (или 3,5% в расчете на ангидрид серной кислоты S03). Следовательно, если в сульфатостойком портландцементе содержится максимально допустимое количество минерала С3А—5%, то химически чистого гипса надо вводить при помоле 5·1,91=9,55%, что больше максимальной нормы. В рядовых портлаядцементах содержание минерала С3А различно и значительно превышает количество минерала С3А в сульфатостойких цементах, где оно нормируется особыми приемами, и в обычных портландцементах может доходить до 12—14% Поэтому во всех цементах после твердения остается некоторое количество минерала С3А, для которого не было в цементе нужного количества гипса для образования гидросульфоалюмината высокосульфатной формы.

Увеличение гипса в цементе возможно только в том случае, когда цемент размолот до большей дисперсности.

Ограничение содержания гипса в цементе связано с физическим эффектом — расширением объема новообразований, сопровождающим эту реакцию, которое допустимо лишь на период, когда цементное тесто (цементный камень) находится еще в упруго-вязко-пластичном состоянии, позволяющем возникающим в нем напряжениям от расширения новообразований гидросульфоалюмината рассасываться — релаксироваться.

В опытах по испытанию образцов на механическую прочность было показано, что указанное в ГОСТе количество гипса обеспечивает его связывание с минералами в гидросульфоалюминаты без деструкции. Только значительное увеличение дисперсности цемента с применением .измельчения клинкера и гипса в водной среде позволяет связываться значительно большему их количеству без деструкции цементного камня.

В одном и другом клинкерах (опыты № 1—20) по расчету содержится 11% минерала С3А при различных минералогических составах В цементе обоих видов не наступает разрушения образцов с высоким содержанием гипса (в 20%), если помол клинкера и гипса в водной среде продолжается не менее 180 мин (опыты № 16—20 и 31—35). При этом отмечается, что в опытах на клинкере, содержащем большее количество минерала С3А (11%) и 20 /о гипса, получены максимальные результаты, в то время как это же количество гипса является избыточным для другого цемента с тем же содержанием этого минерала. В опытах № 16—20 оптимальным является 15% гипса (опыт № 19) и в опытах № 31—35 соответственно 10—15%, что отличается от химического соотношения компонентов гидросульфоалюмината, равного 11-1,91=21,01%.

Это различие указывает на неоднородность в клинкерных составах каждого цемента. Опыты проведены на растворных образцах состава 1 : 2,5, изготовленных из пластичного раствора с пластичностью, определяемой по рдоплыву стандартного конуса (диаметром 125—135 мм). Смеси приготавливались с пластификатором с с. б. Клинкер до помола в лабораторной мельнице пролежал на воздухе 5 лет. Соотношение воды и цемента в растворных образцах различно (В/Ц=0,34—0,46). Содер- Ц жащийся в цементе второй компонент гидросульфоалюмината — минерал С3А распределяется примерно пропорционально в массе зерен цемента, поэтому для образования гидросульфоалюмината из всего количества минерала СзА необходимо обеспечить его вскрытие путем размола цемента до высокой степени дисперсности.

На цементных заводах это не выполнимо, хотя бесспорен технический эффект от связывания всего количества минерала С3А в комплексную соль — гидросульфоалюминат кальция (3CaO-Al203-3CaS04·31Н20). Прочность образцов с высоким содержанием гипса снижается но следующим причинам: 1) 15 и 20% активного клинкера порошка заменяют на порошок гипсового камня — неактивного материала; 2) гидросульфоалюминат, образовавшийся при твердении цемента из всего количества минерала С3А, имеет .большую прочность, чем его гидратированный трехкальциевый алюминат; 3) более низкая прочность у части образцов в опытах № 20 и 35 показывает, что образование гидросульфоалюмината проходило в условиях частичной деструкции цементного камня, имеющей локальный характер и связанной с петрографией клинкера. Следовательно, часть минерала С3А вступила в реакцию образования гидросульфоалюмината в момент, когда связи в образце не обладали необхо-димсш для их деформирования податливостью — сделались хрупкими.

Рассмотрим, что же показывает петрографическое исследование таких образцов с различным содержанием в них гипса. Для этого от исследуемых образцов надо взять шлифы и их проанализировать под оптическим микроскопом.

Образец № 15 содержит значительное количество гидросульфо-алюмината в виде тонкоигольчатых кристаллов с показателем преломления 1,47. Встречается и другая форма кристаллов сульфо-алюмината, представленная слабодвупреломляющей тонкозернистой массой с тем же показателем преломления. В образце гипс не наблюдается.

Результаты петрографического анализа показывают, что весь гипс (20% от массы цемента) связался с минералом С3А и это было обеспечено более тонким измельчением по сравнению с образцами № 1 —10, продолжавшимся 190 мин. Несмотря ни на что, образцы разрушались, что видно из снижения показателей механической прочности по сравнению с показателями прочности образцов, содержащих меньше гипса. Этот результат является следствием образования гидросульфоалюмината на стадии начавшегося упрочнения структуры цементного камня из силикатов кальция (алита и белита).

По-видимому, две кристаллические формы гидроалюмината, наблюдаемые в образце, можно связывать со сроками их образования. Присутствие тонкоигольчатых кристаллов гидросульфоалюмината в структуре цементного камня служит показателем позднего формирования новообразования и влечет за собой появление микротрещин. Однако это является пока гипотезой, и многие считают, что образование тонкоигольчатых кристаллов указанного соединения — положительный факт в твердении.

В образце № 19 значительно меньше гидросульфоалюмината, чем в образцах с цементом обычного сухого помола, гипса в образце нет, наблюдаются обломки кристаллов карбоната кальция, гексагональные пластинки не встречаются.

Образцы № 9 и 15 имеют практически одинаковую прочность при сжатии и изгибе. Однако если ни один из образцов серии под № 9 не разрушился, то в серии № 15 к 180 сут. балочки полностью разрушились. Из этого можно заключить, что помол образцов в воде за 90 мин эффективнее по результатам диспергирования полиминерального клинкера и перемешивания теста из него, чем сухой помол, который продолжался 370 мин.

Петрографические составы этих двух серий резко отличны, в частности в этих образцах не видны тонкоигольчатые кристаллы гидросульфоалюмината.

Сказанное подтверждается петрографическим анализом других образцов этого же приема измельчения. Так, у образца той же продолжительности измельчения с большим содержанием гипса (20%) резкое уменьшение прочности и разрушение в период от 180 до 365 сут. твердения происходит из-за наличия несвязанных гипса и гидратированного алюмината. Это естественно, так как опыты проведены со значительно большим количеством гипса, который при недостаточном вскрытии помолом клинкера минерала С3А не смог связаться в первые сутки и образовать гидросульфоалюминат. В итоге, ввиду его образования в более поздние сроки, произошло разрушение структуры формирующегося цементного камня, и в трещинках зафиксированы кристаллы гидросульфоалюмината, что позволяет сделать вывод о протекании этого химического процесса и его физических результатах — необратимых деформациях в структуре цементного камня.

Рассматривая опыты и шлифы образцов на более тонко измолотом цементе (№ 19 и 20) того же приема диспергирования в водной среде за 210 мин, можно убедиться, что вскрытие поверхности минерала С3А позволяет в наибольшей степени приблизиться к эквивалентному соотношению между содержащимся в клинкере минералом С3А и количеством гипса, которое надо вводить в цемент. Следовательно, в этом случае в первые сутки формирования структуры цементного камня, когда она еще находится в вязко-упруго-плаетичном состоянии, образуется высокосульфатная форма гидросульфоалюмината без образования в камне разрывов его сплошности. Прочность таких образцов после -года твердения значительно выше прочности эталонных образцов 28-суточного твердения. Действительно, эталонный образец № 1 с 3% гипса через 1 год имеет прочность больше в 1,35 раза, чем через 28 сут., а образец № 20 — соответственно больше в 1,86 раза. Такие же результаты получены и на клинкере с другими петрографическими характеристиками.

Образец № 29 содержит значительное количество кристаллов гидросульфоалюмината кальция тонкоигольчатой формы с показателем преломления около 1,47; видны кристаллы гипса и много кристаллов карбоната кальция. На образце-балочке замечено много глубоких трещин, так как при данной степени дисперсности цемента часть минерала С3А не была вскрыта, что задержало процесс образования гидросульфоалюмината. Образец изготовлен из цемента, измолотого в воде в продолжение 80 мин. Образец № 24 содержит значительное количество тонкоигольчатых кристаллов гидросульфоалюмината кальция, имеющих показатель преломления около 1,47. Встречаются единичные кристаллы гипса, а также двупреломляющие гексагональные пластинки со средним показателем преломления 1,522 и 1,536 (гидроалюминаты). В образце содержится значительное количество карбоната кальция.

На образце-балочке замечено много крупных трещин, и размер балочки стал больше эталона. Цемент с таким содержанием гипса стал расширяющимся (а следовательно, и напрягающим). Это происходит по следующим причинам: 1) химические процессы, вызывающие увеличение объема образца, протекают в структуре цементного камня без передачи усилий, возникающих при увеличении образца от расширения новообразований гидросульфоалюмината, и проходят без внешнего обжатия формирующегося цементного раствора или бетона (так как это может происходить при заполнении растворной или бетонной смесью пространства между обделками или тюбингами шахт, тоннелей и т. д.) с запаздыванием .против сроков, когда напряжения в образце релаксируются и 2) не весь минерал С3А вступил в реакцию к 180 сут., а отсюда дальнейшее развитие процесса вызывает деформации, приводящие к полной потере монолитности образца. Увеличение содержания гипса в таком цементе (образец № 25) вызывает в большем количестве образование гидросульфоалюмината высокосульфатной формы, а следовательно, и разрушение образца в более короткие сроки (в этом случае реакция образования гидросульфоалюмината кальция происходит за более короткие сроки чем 180 сут.). Действительно, в этом образце разрушение произошло после 90 сут. твердения.

Анализ других образцов этой серии (например, № 35), в том числе измельчение образцов, для которых Цемент был измельчен за 180 мин в воде, показывает при наблюдении препарата в оптическом микроскопе, что значительно полнее прошла реакция образования гидросульфоалюмината. В поле зрения отмечается меньше гипса и гидросульфоалюмината. Кристаллы гидросульфоалюмината, видимо, формируются при отсутствии препятствий для их роста и таких относительно небольших размеров, которые не удается увидеть в поляризационный микроскоп.

Можно высказать гипотезу, что в отдельных случаях при полноценном процессе образования гидросульфоалюмината кальция из гипса и всего количества С3А, находящегося в цементе, в начальный период гидролиза и гидратации силикатных минералов и минералов алюмоферритной фазы в поле зрения микроскопа не должно быть ни компонентов этого новообразования, ни его самого. Это и будет оптимальным случаем равномерного распределения в цементном камне (в итоге высокого дисперсного помола и перемешивания образующегося полиминерального цемента в воде) гидратирующихся новообразований с максимально возможным исправлением структуры камня путем разрушения коагуляционных структур гидратированного алюмината и таких же структур других минералов, образованных из-за наличия в нем гидратированного минерала С3А (С3АН6 или ЗСаО-А1203-6Н20).

При разрушений таких структур силикатные минералы будут обеспечены наиболее благопрятными условиями для гидролиза и гидратации, что видно из опытов на безгипсовом цементе, т. е. предельном случае, когда весь тидратирующийся минерал С3А образует коагуляционные структуры. Одним из прямых приемов проверки качества образцов является их испытание на длительную суль-фатостойкость. Если отсутствует в цементе минерал С3А, то ион SO4, находящийся в воде-среде, не окажет отрицательного воздействия на структуру цементного камня. Для образования гидросульфоалюмината кальция не будет второго компонента.

Приведенные сведения о роли гипса в твердении полиминерального и полидисперсного портландцемента и цементов на его основе (пуццолановом, шлакопортландцементе, смешанных цементах) показывают, как важно знать особенности твердения цементов, меняющиеся по ряду причин. Однако сказанное о роли гипса надо расширить сведениями о поведении в бетонах гидросульфоалюмината, образованного при его участии. Впервые было показано (Т. Ю. Любимовой), что гидросульфоалюминат кальция высокосульфатной формы не является устойчивым соединением.

Это своеобразное соединение может устойчиво работать в среде с относительной влажностью водяного пара в атмосфере не ниже 30—35%. Поэтому цементы на основе такого соединения много лет устойчиво работают в виде зачеканки между блоками и тюбингами тоннелей метрополитенов. Различные свойства гидросульфо-алюмината прямым образом отражаются в разнообразных технических свойствах бетона (раствора): прочности на различные виды деформирования, морозостойкости, сульфатостойкости, воздухостойкости, усадки, ползучести. Поэтому неверно рассматривать свойства гидросульфоалюмината и технические свойства искусственного камня (бетона, раствора или цементного камня) в отрыве от технологии производства цемента и бетона (раствора).

Состав материала без описания технологии его осуществления не дает информации, необходимой для производства строительных работ. Свойства бетона формируются в сложных физико-химических процессах, начало которым положено при изготовлении цемента, конец их формирования наступает на строительном объекте после тщательно проведенного ухода за твердеющим бетоном. Поэтому любое название исходных материалов, из которых формируется бетон (раствор) сооружения (конструкции), без соблюдения всех требований технологии производства работ не может определять качество бетона.

Сульфатостойкость цемента одного и того же расчетного минералогического состава различна. Понятие расчетный состав — условно, так как оно не учитывает, какое количество минерала С3А вскрыто помолом из общего количества, находящегося в полиминеральном и полидисперсном цементе. То же касается и других минералов. По этой причине рекомендуется новое понятие — действующий минералогический состав, определяющийся продуктом гидролиза и гидратации цемента. Из-за недостаточной дисперсности цемента, при которой часть минерала С3А не вскрыта помолом, для предотвращения сульфатного разрушения в цементах нормируется количество гипса. В сульфатостойких цементах нормируется и предельное содержание минерала С3А.

Для выяснения свойств гидросульфоалюмината кальция были поставлены опыты на синтетическом минерале С3А и химически чистом гипсе. Для ряда опытов в смесь вводилась химически чистая СаО. Было выяснено следующее: 1. С повышением температуры твердения образуется низкосульфатная форма гидросульфоалюмината, если в цементном тесте был не гидратирующийся, а гидратированный алюминат (в цементном камне могут находиться как трехкальциевый алюминат, так и трехкальциевый гидроалюминат). 2. Пропаренные образцы гидросульфоалюмината кальция быстрее теряют прочность при последующем воздушном хранении. 3. Повышение температуры внешней среды резко ускоряет процесс образования гидросульфоалюмината. 4. Образцы из чистого гидросульфоалюмината кальция при твердении во влажных условиях в течение восьми и больше месяцев имеют невысокую прочность (в опытах эта прочность не превышала 25 кг/см2, или 2,5 МПа). 5. Состав образующегося гидросульфоалюмината кальция не зависит от соотношения минерала С3А и гипса в смеси, если реакция протекает при стандартной температуре 15—20° С. 6. При высоких значениях отношения массы воды к массе минерала и гипса В/(С3А + гипс) образцы не твердеют в атмосфере насыщенного пара. 7. На количество связанного гипса кроме температуры внешней среды, в которой протекает процесс, влияет соотношение в реакционной смеси минерала С3А, гипса и воды.

Увеличение гипса в смеси (или увеличение количества эквивалентов гипса на один эквивалент минерала С3А) за одно и то же время резко увеличивает количество связанного гипса (или связанного иона SO4 в % к эквивалентному количеству). В этом опыте количество воды также варьировалось из расчета необходимости гидратации избыточного минерала С3А, не вступающего в реакцию при меньшем содержании гипса, и образования новых количеств гидросульфоалюмината. Однако при этом образцы теряют прочность при последующем твердении в воде. 8. Избыток свободной СаО при образовании гидросульфоалюмината из компонентов С3А+гипс+вода приводит к значительной потере прочности образцов в любых условиях твердения и к их набуханию в атмосфере насыщенного пара с потерей связности материала.

Количество извести, близкое к оптимальному, при соответствующем подборе состава реакционной смеси и первоначальных условиях твердения во влажной среде обеспечивает максимальную морозостойкость в серии испытанных составов.

Приведенный экспериментальный материал показывает на своеобразность свойств минерала С3А и гидросульфоалюмината кальция. Следовательно, повышение строительно-технических свойств бетонов на полиминеральных цементах, в которых минерал связывается с гипсом в гадросульфоалюминат кальция, зависит от оптимизации физико-химического процесса твердения силикатов кальция, определяющих положительные свойства портландцемента и цементов на его основе. По-видимому, кроме разрушения коагуляционных структур гидратированного трехкальциевого алюмината, при образовании нового соединения — гидросульфоалюмината кальция решающее значение имеет физический фактор —увеличение объема новообразований, если этот процесс протекает в период упруго-вязко-пластичного состояния формирующихся незначительных количеств силикатных новообразований, еще не имеющих каркасности. Большое внимание в формировании структуры цементного камня надо уделять степени дисперсности мягкой породы — гипса и его распределению в массе цементного теста при перемешивании. Несомненно, любой химический процесс, связанный с изменением объема продуктов реакции, примером которого является процесс формирования цементного камня из полиминерального и полидисперсного цемента и образование гидросульфоалюмината кальция на данном технологическом уровне, всегда приводит к частичному разрушению образующихся связей. Однако в целом эффект превалирует над локальными деструктивными процессами, поэтому и применяют гипс, без которого резко ускоряются сроки за-густевания цементного теста (растворной и бетонной смесей), сроки схватывания, что затрудняет, а в большинстве случаев не позволяет производить работы, значительно снижает технические свойства бетона (раствора). Одним из существенных недостатков портландцемента и цементов на его основе является усадка — уменьшение размеров образца (конструкции) по причине испарения части воды из бетона и связанных с этим сложных физико-химических изменений состояния цементного камня. Одним из технических приемов, уменьшающих усадку и не допускающих ее, служит разрушение коагуляционных структур в цементном камне с помощью гипса.

Страницы:

www.betontrans.ru

Способ определения содержания полуводной и двуводной модификаций гипса в цементе

 

ОП ИСАН ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

232088

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ч

Кл. 80L>, 6/09

Заявлено 14.VI1.1967 (1те 1172579, 29-33) с присоединением заявки М

МПК С 04b

УД К 624.012.55 (088.8) Приоритет

Опубликовано 28.XI.1968. Бюллетень X 36

Дата опубликования описания 29.IV,1969

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

Ю. М. Бутт и У. Аяпов

Заявитель

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ПОЛУВОДНОЙ И

ДВУВОДНОЙ МОДИФИКАЦИЙ ГИПСА В ЦЕМЕНТЕ

Известен способ определения,полуводной .и двуводной модификаций гипса в цементе с помощью микроскопического или рентгенографического анализа.

Целью IHBcTQHIII;-I изобретения является ускорение и повышение точности определения.

Это достигается тем, что количество цемеHта, обеспечивающее получение насыщенного раствора полуводной модификации гипса, растворяют в дистиллированной воде, полученный раствор отфильтровывают и отстаивают.

Появление в растворе после отстаивания кристаллов свидетельствует о наличии .в цементе полуводной модификации гипса, а отсутствие кристаллов — о содержании только двуводной модификации.

Для количественного о пределения содержаFIHB полуводной и двуводной модификаций гипса в цементе находят навеску цемента, которой соответствует концентрация серного ангидрида, определяющая порог пересыщения раствора относительно двуводной модификации гипса.

Способ основан на том, что полуводная модификация гипса обладает растворимостью в воде 7,4 г, л, а двуводная — 2,05 г/г. Время для перекристаллизации полуводного гипса в двуводный составляет не менее 10 мин, за это время можно отфильтровать достаточное количество пересыщенного относительно двугидрата раствора. Если в цементе содержится только двуводный гипс, то раствор не может быть пересыщенным.

Для определения содержания в цементе полуводной или двуводной модификаций гипса берут навеску цемента в г, обеспечивающую получение насыщенного раствора полу гидрата, определяемую по формуле:

10 Ц = л100=

7,4 4,35

1,7 SO3 50з где 7,4 — растворимость полуводного гипса в воде в г/д;

1,7 — коэффициент пересчета SO

15 Ca SO ;

SO,, — содержание серного ангидрида в цементе в % по весу.

Содержание SO> в цементе определя тся химическим анализом. В случае, если по ка20 ким-либо причинам содержание SO3 в цементе не определено, то берут навеску в количе. гве

370 г, которое соответствует условию минимального содержания гипса в заводских це. ментах.

25 Навеску цемента затворяют в литре д истиллированной воды, энергично, перемешивают,,после чего в течение 3 мин раствор отфильтровывают (не менее 100 мл),на плотной фильгровальной бумаге, фильтрат отстаивают в те30 ченпе 30 мин и .наблюдают за появлением

282088

Д = 2, 15 $0з — $0зкр 2

Составитель С, Воронина

Техред Л. К, Малова Корректор А. П. Татаринцева

Редактор Г. Яковлева

Заказ 345! Тираж 530 Подписное

ЦИИИПИ Когаитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр, Серова, д. 4

Типография, пр. Сапзпова, 2 кристаллов гипса в сосуде с фильтратом. Появление заметного количества кристаллов гипса на дне и стенках сосуда показывает на присутствие в цементе полуводного гипса, отсутствие же,их — указывает на содержание в цементе только двуводного гипса.

Для определения количественного содержания двуводного и полуводного гипса в цементе берут несколько навесок цемента в г, рассчитываемых по формуле:

2,05 100 95,3

2, 15 (SO — и/г) SO3 — kn зо зо где 2,05 — растворимость двуводного гипса в воде .в г/л;

2,15 — коэффициент пересчета $0з на

CaSO

SOa — содержание $0з в исследуемом це0 менте в % по весу;

k — принимаемый интервал между содержанием SO в двух соседних п,робах;

n — порядковый номер навесок цеме нта, возрастающий в сторону уменьшения SO .

Пр и значении й, равном 0,5, для изучения цемента с максимальным. содержанием гипса треоуется брать не. более 7 — 8 навесок цемента. Исходная .навеска цемента нумеруется как нулевая,и рассчитывается,по указанной формуле,.но при значении kn=0.

Навеска цемента с порядковым номером n„ в фильтрате из суспензии которой появляются кристаллы гипса, в то время как при,применении навески с порядковым номером и — 1 этого не наблюдалось, считается критическим.

Критическая навеска цемента позволяет рассчитать содержание полуводного гипса в цементе по формуле:

k и = 1 81($0з, — — -), 2 где 1,81 — коэффициент пересчета;

$0з. — содержание SO> в критической наRP веске, определяемое по формуле; зк = $0зо — kkn где п — порядковый номер критической на.вести цесмепта.

k 1

Остальная часть SO — — $0з — $0з о кр относится к двуводному гипсу, содержащемуся в цементе, поэтому содержание его вычисляется по формуле:

Точность определения принимается в расче10 те + 0,25%

Реакция образования гидросульфоалюминатов кальция не оказывает .влияния на точность предлагаемого способа вследствие того, что определение проводится пр и концентрациях SO

Предлагаемый способ может найти применение в промышленности строительных материалов и на стройках при оценке качества

25 портландцементов.

Предмет изобретения

1, Способ определения содержа пня полуводиой tH двуводной,модификаций гипса в цемен30 те, отлича ощийся тем, что, с целью ускорения и повышения точности определения, количество цемента, обеспечивающее получение насыщенного раствора полуводной модификации гипса, растворяют в дистиллированной во35 де, полученный раствор отфильтровывают и отсгаивают, появление в растворе после отстаивания кристаллов свидетельствует о наличии в цементе полуводной модификации гипса, отсутствие кристаллов — о содержании

40 только двуводной модификации.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью количественного определен ия содержания полуводной и двуводной модификаций гипса в цементе, находят навеску цемента, ко45 торой соответствует концентрация серного ангидрида, определяющая порог пересыщения раствора относительно двуводной модификации гипса.

  

www.findpatent.ru

1. Определение и классификация неорганических вяжущих веществ

Определение

Тонкодисперсные минеральные порошки, которые при затворении водой или растворами солей образуют пластичную массу, которая в последствии затвердевает и переходит в камневидное состояние

Классификация

Воздушные - способны твердеть и эксплуатироваться в воздушно-сухих условиях (t 20, влажность 60%): гипсовые, ангидритовые, магнезиальные, известь, жидкое стекло.

Гидравлические - способны твердеть и длительное время сохранять и увеличивать прочность в воде: гидравл. известь, портландцемент, глиноземистый цемент, пуццолановые и шлаковые смешанные цементы.

2. Низкотемпературные гипсовые вяжущие вещества: сырье, получение, технические свойства

Сырье - сульфатные горные породы, содержащие преимущественно минерал двуводный гипс CaSO4*2h3O или безводный сульфат кальция (ангидрит)

Производство

α модификацию получают термической обработкой (t=95-100) высокосортного гипсового камня в герметичных аппаратах под давлением пара (0,15-0,3 МПа). После измельч. в порошок – высокопрочный гипс.

β модификацию получают путем обжига (t=110-180) гипсовой породы в открытых варочных котлах или печах. После измельчения – строительный гипс.

Технические свойства

В обоих модификациях формула CaSO4*0,5h3O.

Строительный (β): ср. плотность в рыхлом сост. 800-1100 кг/м3, плотность порошка = 2,2-2,5 г/см3, высокая водопотребность (50-70% воды для норм. теста), быстросхватывающийся – 2/15 мин, нормально – 6/30 мин, медленно – 20/- мин. Низкая водостойкость. Предел прочности при сжатии – 12 марок от Г-1 до Г-25 (МПа).

Высокопрочный (α): ср. плотность такая же, плотность порошка - 2,72-2,75 г/см3 , водопотребн. = 40-45%, (т.к. кристаллы более крупные), прочность при сжатии от 25 МПа, неводостойкий.

3. Высокотемпературные гипсовые вяжущие вещества: сырье, получение, технические свойства

Сырье, получение

Ангидритовый цемент получают путем обжига природного двуводного гипса (CaSO4*2h3O ) при t 600-700 и последующим его измельчением с добавками – катализаторами твердения (известь, сульфит натрия +медный/железный купорос, обожженный доломит, доменный шлак). Другой способ – помол природного ангидрита (CaSO4) с добавками.

Высокообжиговый гипс (экстрих-гипс) получают при обжиге гипсового сырья до t 800-950, когда продукт обжига вновь приобретает св-ва схватываться и твердеть без к-либо довок, благодаря диссоциации сернокислого кальция до свободного оксида Са.

2CaSO4 = 2CaO + 2SO2 + O2. Затем – помол.

Технические свойства

АЦ имеет водопотребность — 30-35%. Начало схватывания не ранее 30 мин, конец — не позднее 8 ч. По прочности - марки 50, 100, 150 и 200. Выдерживает 15 циклов замораживания и оттаивания.

ВГ имеет водопотребность — 30-35%. Начало схватывания не ранее 2 ч, конец схватывания не нормируется. По прочности на сжатие - марки 100, 150 и 200.

4. Твердение гипсового теста (теория а.А.Байкова). Состав и строение гипсового камня.

Твердение по Байкову – 3 стадии:

1) смешение гипса с водой - растворяется полугидрат и образуется его насыщенный раствор

2) вода взаимодействует с полуводным гипсом с прямым присоединением ее к твердому веществу – возникнов-е двуводного гипса в виде высокодисперсных кристаллич. частичек и образование коллоидной массы в виде геля, что сопровождается схватыванием массы

3) частички двугидрата коллоидных размеров перекриста-ллизовываются с образ-ем более крупных кристаллов, твердением системы и ростом ее прочности

Гипсовый камень - плотные образования гипса. По внешнему виду и строению горной породы различают кристаллический прозрачный гипс, гипсовый шпат, тонковолокнистый гипс с шелковистым отливом (селенит) и зернистый гипс. Наиболее чистую разновидность зернистого гипса, напоминающую по внешнему виду мрамор, иногда называют алебастром.

Гипсовые породы содержат обычно некоторое количество примесей глины, песка, известняка, битуминозных веществ и др.

По ГОСТ 4013-82 гипсовый камень для производства гипсовых вяжущих веществ должен содержать не менее 95 % двуводного гипса в сырье 1-го сорта, не менее 90 % в сырье 2-го сорта и не менее 80 и 70 % в сырье 3-и 4-го сортов. В гипсовых породах лучших месторождений обычно содержится до 2—5% примесей, но часто их количество достигает 10—15 % и более.

studfiles.net

особенности составов, свойства и назначение. — КиберПедия

Наиболее эффективный расширяющий компонент – трехсульфатный гидросульфоалюминат кальция. Состав цемента дает возможность регулировать количество и скорость образования кристаллов гидросульфоалюмината кальция и избежать появления вредных напряжений, вызывающих растрескивание затвердевшего цементного камня.

Водонепроницаемый р. ц. (ВРЦ) – является быстросхватывающимся и быстротвердеющим гидравлическим вяжущим. Получается путем смешивания глиноземистого цемента (70%), гипса (20%) и молотого высокоосновного гидроалюмината кальция (10%).

Гипсоглиноземистый р. ц. - быстротвердеющее гидравлическое вяжущее, получаемое совместным тонким измельчением высокоглиноземистых клинкера или шлака и природного двуводного гипса. Обладает свойством расширения при твердении в воде; при твердении на воздухе проявляет безусадочные свойства.

Расширяющийся портландцемент (РПЦ) – гидравлическое вяжущее вещество, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера – 58-63, глиноземистого шлака или клинкера – 5-7, гипса – 7-10, активной минеральной добавки – 23-28. РПЦ отличается быстрым твердение в условиях кратковременного пропаривания, высокой плотностью и водонепроницаемостью цементного камня и способностью расширяться в водных условиях при постоянном увлажнении в течение первых 3 суток.

Напрягающий цемент – состоит из 65-75% портландцемента, 13-20% глиноземистого цемента и 6-10% гипса; затворенный водой сначала твердеет и набирает прочность, затем расширяется и напрягает железобетон.

49. Методика определения истинной плотности материала.

Истинной плотностью называется масса единицы объема материала в абсолютно плотном состоянии, т.е. без учета пор и пустот.

Истинная плотность определяется по формуле: ρ=m/V, [г/см3],

где m - масса образца, г; V - объем образца в абсолютно плотном состоянии, см3.

Материалы для определения истинной плотности дробят, размалывают до тонкого порошка и высушивают при температуре 105-1100С до постоянной массы. Истинную плотность можно определить при помощи объемомера Ле-Шателье (рис. 1), руководствуясь ГОСТ в соответствии с методиками.

Рис.1. Приборы для определения истинной плотности: Ле-Шателье.

Объемомер заполняют до нулевой риски жидкостью, инертной к исследуемому материалу, причем уровень жидкости устанавливают по касательной к вогнутому мениску. Горловину прибора тщательно просушивают бумагой. Для испытания берут навеску порошка 70 - 90 г. Навеску порошка взвешивают в чаше на технических весах с точностью до 0,01 г, после чего постепенно всыпают в объемомер небольшими порциями, чтобы не произошло образования пробок. Порошок прекращают всыпать после того, как уровень жидкости поднимается до черты с делением 20 мл (см3) или выше, в пределах градуированный части прибора. Оставшуюся часть порошка взвешивают и по разности масс определяют массу порошка, всыпанного в обьемомер. Вычисление плотности с точностью до 0,01 г/см3 производится по формуле

, [г/см3], где m1– масса порошка с чашкой, в которой взвешивался порошок, г;m2 - масса остатка порошка с чашкой, г; V - объем жидкости, вытесненной всыпанным порошком, см3.

Для получения достоверного результата проводится не менее трех испытаний и за окончательный результат принимается среднее арифметическое значение.

50. Методика определения средней плотности материала.

Средней плотностью называют массу единицы объема материала в естественном состоянии, т.е. вместе с порами и пустотами. Средняя плотность определяется по формуле: р0 , [г/см3],

где m - масса образца, г; V - объем образца в естественном состоянии, см3.

Для вычисления средней плотности материала определяют массу образца и его объем в естественном состояния. Одно и то же количество материала в естественном состояние занимает больший объем, чем в плотном. Поэтому средняя плотность каменных материалов всегда меньше истинной плотности.

В практике определения средней плотности твердого материала возможны два случая:

а)образец материала имеет правильную форму;

б)образец имеет неправильную форму.

1(а) Определение средней плотности образцов правильной формы

Образцы правильной геометрической формы должны иметь наименьшее измерение не менее 10 см, если материал пористый, и не менее 4 см, если материал плотный. Испытания проводят на 5-ти образцах кубической или цилиндрической формы. Образцы взвешивают на технических весах с точностью до 0,1 г, (если масса образца менее 500 г). Перед взвешиванием образцы должны быть высушены до постоянной массы.

Для определения объема образцы измеряют с помощью штангенциркуля с точностью до 0,1 мм.

Для обеспечения точности результатов среднюю плотность вычисляют как среднее арифметическое пяти определений.

2(б). Определение средней плотности образцов неправильной формы

При работе с образцами неправильной формы, сложность представляет измерение объема. В этом случае определение производят методом гидростатического взвешивания или с помощью объемомера.

Точность такого определения в значительной степени зависит от пористости материалов, так как образец, погружаемый в воду, не только вытесняет, но и частично впитывает ее в свои поры, а это приводит к искажению результатов.

51. Методика определения насыпной плотности материала.

Насыпная плотность - отношение массы зернистых материалов в виде порошка или гранул ко всему занимаемому ими объему, включая и пространства между частицами.

Ход работы:

Песок высушивают до постоянной массы и просеивают через сито с диаметром отверстия 5 мм, затем засыпают в стандартную воронку, имеющую в нижней части затвор.

Под воронку устанавливают сосуд, имеющий емкость I л и заранее взвешенный. Открывают затвор воронки, медленно заполняют сосуд с высоты 10 см до образования пирамидки над сосудом. Не передвигая сосуд, излишки песка снимают вровень с краями металлической линейкой, после чего сосуд с песком взвешивают.

Насыпную плотность (m) определяют в г/см3 или в кг/м3 как среднее арифметическое результатов трех измерений.

52 (53). Методика определения водопоглощения по массе (по объему) материала.

Испытание производят на образцах в виде куба с ребром 40 - 50 мм или в виде цилиндра, имеющего одинаковые диаметр и высоту. Допускается определение водопоглощения материала на образцах, имеющих неправильную геометрическую форму и массу не менее 200 г.

Образцы в количестве 5 шт. перед испытанием предварительно высушивают при температуре плюс (110±5)°С до постоянной массы.

Взвешивание образцов производят после их остывания на воздухе. Подлежащие испытанию образцы укладывают в сосуд с водой температурой 15-20°Св один ряд на решетку так, чтобы уровень воды в нем был выше верха образцов на 2 - 10 см. Образцы средней плотностью менее 1000 кг/м3пригружают, чтобы они не всплывали. Их выдерживают в воде в течение 48 ч, затем вынимают из сосуда, обтирают влажной тканью и немедленно взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу насыщенного водой образца. Водопоглощение по массе и объему вычисляют по формулам: W=(m1-m)/V, где m - масса сухого образца, г; m1 – масса насыщенного водой образца, г; Vo-объем образца, м3. с точностью до 0,1%. За окончательный результат принимают среднее арифметическое пяти определений для образцов горных пород.

Для ускоренного определения водопоглощения каменных материалов применяют способ кипячения. Высушенные до постоянной массы образцы погружают в сосуд с водой и нагревают до температуры кипения. Кипятят образцы в течение 4 ч, после чего их охлаждают до температуры 20 - 30°С путем доливания в сосуд холодной воды. Образцы поочередно вынимают, обтирают влажной тканью, взвешивают и вычисляют водопоглощение.

54. Методика определения прочности при сжатии горной породы.

Образец изолируют от жидкости, передающей гидростатическое давление, либо вместе с приложенными к его торцам стальными плитами (при изоляции боковых поверхностей образца и плит трубчатой резиной), либо отдельно от них сплошным покрытием образца двух-трехкратным слоем клея.

Изолированный образец устанавливают в рабочую полость камеры объемного сжатия в сборе с плитами или прокладывая их между торцами образца и опорными торцами нагрузочных элементов камеры.

Поддерживая заданное значение бокового давления с погрешностью ± 5 %, нагружают образец вдоль оси до разрушения равномерно со скоростью нагружения 1-5 МПа/с. Момент разрушения фиксируют по максимальному значению осевой нагрузки.

Предел прочности при объемном сжатии ( ) в мегапаскалях при заданном значении бокового давления для каждого образца вычисляют по формуле

где Р - разрушающая сила, приложенная к торцам образца, кН;

S - площадь поперечного сечения образца, см2.

Обработку результатов испытаний n образцов производят в следующем порядке.

Вычисляют среднее арифметическое значение предела прочности по пробе, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации V:

Вычисления производят:

площади поперечного сечения образца, частных и среднего арифметического значений, а также среднего квадратического отклонения предела прочности - до третьей значащей цифры; коэффициента вариации - до целого числа.

Результаты испытаний представляют средними значениями предела прочности , бокового давления p и коэффициента вариации V.

55. Методика определения открытой пористости материала.

Пористость П – степень заполнения объема материала порами. П=(1-ρ0/ρ)*100; где ρ0 - средняя плотность материала, ρ0= m/V, ρ – истинная плотность, ρ= (m-m1)/V, m–масса измельченного материала, m1–остаток после всыпания в прибор, V–объемом вытесненной жидкости.

Для определения О.П. строительных материалов их высушивают до постоянной массы, насыщают жидкостью, чаще всего водой, и взвешивают. Разность масс сухого и водонасыщенного материала дает массу воды, заполнившей поры материала. Так как масса 1м3 воды составляет 1000кг, то величину массы воды, заполнившей поры, принимают за оюъем открытых пор. Пот=((mнас-mсух)/Vест)*100

56. Методика определения закрытой пористости материала.

З.П.-один из показателей свойств огнеупорных изделий и кусковых материалов. З.П. определяют как отношение объемов закрытых пор материала, выраженное в процентах.

Закрытая пористость характеризуется наличи­ем в теле материала замкнутых пор и воздушных вклю­чений, не сообщающихся между собой. Закрытую пористость вычисляют как разность между общей и открытой пористостью.

57. Методика определения истираемости горных пород.

Перед испытанием образцы взвешивают и измеряют площадь истираемой грани. Образцы устанавливают в специальные гнезда круга истирания. После установки проверяют возможность свободного перемещения образцов в гнездах в вертикальной плоскости. К каждому образцу (по центру) прикладывают сосредоточенную вертикальную нагрузку величиной (300±5) Н, что соответствует давлению (60±1) кПа. На истирающий диск равномерным слоем насыпают первую порцию (20±1) г шлифзерна 16 (на первые 30 м пути истирания каждого образца). После установки образца (образцов) и нанесения на истирающий диск абразива включают привод круга и производят истирание. Через каждые 30 м пути истирания, пройденного образцами, истирающий диск останавливают. С него удаляют остатки абразивного материала и истертого в порошок бетона и насыпают на него новую порцию абразива и снова включают привод истирающего круга. Указанную операцию повторяют 5 раз, что составляет 1 цикл испытаний (150 м пути испытания). После каждого цикла испытаний образец (образцы) вынимают из гнезда, поворачивают на 90° в горизонтальной плоскости и проводят следующие циклы испытаний. Всего проводят 4 цикла испытаний для каждого образца (общий путь истирания равен 600 м). После 4 циклов испытания образцы вынимают из гнезд. Воздушно-сухие образцы обтирают сухой тканью и взвешивают. Водонасыщенные образцы помещают на 30 мин в воду, затем протирают влажной тканью и взвешивают. Истираемость бетона на круге истирания G1 в г/см2, характеризуемую потерей массы образца, определяют с погрешностью до 0,1 г/см2 для отдельного образца по формуле

где т1 - масса образца до испытания, г; т2 - масса образца после 4 циклов испытания, г; F - площадь истираемой грани образца, см2.

 

58. Методика определения водопоглощения керамического кирпича.

Средства испытания:

Сосуд с решеткой; электрошкаф сушильный с автоматической регулировкой температуры в пределах 100-110 °С.; весы.

Подготовка к испытанию:

Водопоглощение определяют не менее чем на трех образцах.

Образцы керамических изделий предварительно высушивают до постоянной массы.

Проведение испытания:

Образцы укладывают в один ряд по высоте с зазорами между ними не менее 2 см на решетку в сосуд с водой, нагревают и доводят до кипения (приблизительно 1 ч), кипятят ч и оставляют на 16-19 ч остывать до температуры помещения

Образцы выдерживают в воде 48ч

Насыщенные водой образцы вынимают из воды, обтирают влажной тканью и взвешивают. Массу воды, вытекшей из образца на чашку весов, включают в массу образца, насыщенного водой. Взвешивание каждого образца должно быть закончено не позднее 2 мин после его удаления из воды. После взвешивания образцы силикатных изделий высушивают до постоянной массы

Водопоглощение (W) образцов по массе в процентах вычисляют по формуле

где m1 - масса образца, насыщенного водой, г;

m - масса образца, высушенного до постоянной массы, г.

За значение водопоглощения изделий принимают среднее арифметическое результатов определения водопоглощения всех образцов, рассчитанное с точностью до 1%.

59. Методика определения марки кирпича по прочности.

Марку кирпича определяют испытанием специально подготовленных образцов из кирпича на сжатие и изгиб.

Кирпич распиливают пополам и склеивают между собой быстротвердеющим раствором марки 100 кгс/см2, верхнюю и нижнюю грани образца выравнивают этим же раствором, используя стеклянные пластины и смоченные листы бумаги. Грани, образовавшиеся при распиливании кирпича, должны быть обращены в противоположные стороны. Толщина слоя раствора 3 - 5мм. Выравнивание поверхностей образца, соприкасающихся с прессом при испытании, обеспечит равномерную передачу нагрузки на образец. После затвердевания раствора образец устанавливают под пресс, нагрузку на образец подают плавно и фиксируют разрушающую нагрузку Рразр (кН). Предел прочности при сжатии Rсж (Мпа) определяют по формуле:

Rсж=10 Рразр / F (МПа),

Прочность при сжатии кирпича вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний 5 или 3 образцов.

Предел прочности при изгибе определяют путем испытания целого кирпича на гидравлическом прессе с максимальным усилием 25-50 кН. Образец устанавливают на 2 шаровые опоры, нагрузка передается так же через шаровую опору, расположенную в середине кирпича. Для равномерного распределения нагрузки во время испытания образцов на них предварительно наносят три выравнивающие полоски шириной 20..30 мм под опоры. Расстояние между опорами 200 мм, диаметры шарнирных опор 20..30 мм. Предел прочности образца при изгибе Rн, МПа, вычисляют по формуле: Rн=30Pразрl/2bh3,

Предел прочности кирпича при изгибе определяют как среднее арифметическое результатов испытаний 5 или 3 образцов. По результатам испытаний устанавливают марку кирпича.

60. Методика определения нормальной густоты гипсового теста.

Определение нормальной густоты гипсового теста сводится к установлению количества воды (в см3 на 100 г гипса), необходимого для придания гипсовому тесту определенной пластичности.

Определение нормальной густоты гипсового теста производится с помощью вискозиметра Суттарда, который состоит из медного или латунного цилиндра, имеющего внутренний диаметр 5 см и высоту 10 см, и квадратного листового стекла со сторонами 20 см.

На стекле нанесен ряд концентрических окружностей метром 6—20 см, причем окружности диаметром до 15-20 см расположены через каждый 1 см, а от17 до 19 - через 0,5 см. Перед испытанием цилиндр и стекло увлажняют мягкой тканью, смоченной в чистой воде. Стеклянная пластинка кладется строго горизонтально, цилиндр ставится в центр концентрических окружностей.

При определении густоты гипсового теста готовится смесь гипса с водой в количестве, достаточном для заполнения цилиндра. Для этого отвешивают 300 г гипса и, добавляя его постепенно к воде, быстро размешивают в течение 30 с до получения однородного теста. Затем, сделав два резких перемешивания, быстро выливают массу в цилиндр, поставленный на стекло, и ножом сравнивают поверхность гипса с краями цилиндра (на это затрачивается не более 15 с). Резким вертикальным движением поднимают цилиндр, тесто разливается на стекло в конусообразную лепешку, величина которой обуславливается консистенцией теста. Требуемой густотой обладает тесто, которое дает лепешку диаметром около 1 см. Если тесто расплывается в лепешку диаметром менее 18 см, испытание повторяют, увеличивая количество воды затворения; если диаметр лепешки более 18 см количество воды затворения уменьшают.

Нормальная густота гипсового теста выражается числом кубических сантиметров воды, приходящейся на 100 г гипса.

61. Методика определения сроков схватывания гипсового вяжущего.

Сроки схватывания гипсового вяжущего зависят от нескольких факторов, наиболее важные из которых: вид вяжущего вещества, водогипсовое отношение, тонкость помола и др. Сроки схватывания гипсового вяжущего определяются на приборе Вика.

Всыпать гипс надо по возможности равномерно в течение 30 сек. После этого массу немедленно выливают в форму (усеченный конус) прибора Вика, избыток срезают ножом и выравнивают поверхность. Для удаления вовлеченного воздуха гипсовое тесто в форме встряхивается 4-5 раз.

Форма помещается под иглу прибора Вика, затем игла прибора доводится до соприкосновения с поверхностью гипсового теста в форме и закрепляется винтом подвижного стержня. Испытания проводятся через каждые 30 сек - игла опускается в гипсовое тесто каждый раз в новое место. После погружения игла тщательно вытирается.

При этом отмечаются два момента: первый, когда игла не доходит до дна формы, и второй, когда игла опускается в тесто не более чем на 1 мм. За начало схватывания гипсового теста принимается период времени от момента затворения гипсового вяжущего водой до момента, когда свободно опущенная игла после погружения в тесто первый раз не дойдет до поверхности стеклянной пластинки (до дна формы). За конец схватывания гипсового теста принимается период времени с момента затворения гипсового вяжущего водой до момента, когда свободно опущенная игла погружается в тесто на глубину не более 1 мм от поверхности.

Сроки схватывания гипсового вяжущего выражают в минутах.

62. Методика определения водостойкости гипсового камня.

Степень водостойкости искусственного камня на основе гипсовых вяжущих веществ оценивают по коэффициенту размягчения. Чтобы узнать коэффициент водостойкости испытывают с определением прочностных показателей три образца из гипса , высушенных до постоянной массы при температуре не выше 60 °С, и три идентичных образца – в водонасыщенном состоянии. Насыщают образцы гипса, выдерживая их в воде в течение 2 ч, предварительно высушив до пост. массы при температуре не выше 60 °С.

Коэффициент размягчения вычисляют как частное от деления предела прочности при сжатии водонасыщенных образцов на предел прочности при сжатии образцов в сухом состоянии с погрешностью 0,01.

Rнасыщ. - предел прочности при сжатии насыщенных образцов, МПа;

Rсух. - предел прочности при сжатии образцов, высушенных до постоянной массы, МПа.

63. Методика определения тонкости помола гипсового вяжущего и портландцемента.

50 г гипса, предварительно высушенного в сушильном шкафу в течение 1 часа при температуре 50—55° С, просеивают сквозь сито с сеткой № 02. Просеивание гипса считается законченным, если в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г гипса. Контрольное просеивание производят на бумагу при снятом с сита донышке. Тонкость помола гипса (Т) определяется с точностью до 0,1% и вычисляется как остаток гипса на сите с сеткой № 02 в процентах от массы просеиваемой пробы по формуле

T=(g·100)/G

где g - масса остатка гипса на сите с сеткой № 02, г;

G - масса первоначальной навески гипса, г.

Для определения тонкости помола применяется сито с сеткой № 008, прибор для механического или пневматического просеивания цемента. Пробу цемента высушивают в сушильном шкафу при температуре 105–110 °С в течение 2 ч и охлаждают в эксикаторе. Затем отвешивают 50 г цемента с точностью до 0,01 г и высыпают его на сито. Закрыв сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания. Через 5–7 мин от начала просеивания останавливают прибор, осторожно снимают донышко и высыпают из него прошедший через сито цемент. Сетку прочищают с нижней стороны мягкой кистью, вставляют донышко и продолжают просеивание. Просеивание считается законченным, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента. Контрольное просеивание выполняют вручную при снятом донышке на бумагу в течение 1 мин. Тонкость помола цемента должна быть такой, чтобы при просеивании через сито № 008 проходило не менее 85 % от массы пробы (ГОСТ 10178–85).

64. Методика определения марки по прочности гипсового вяжущего.

Сущность испытания заключается в определении пределов прочности стандартного образца-балочки размером 40 х 40 х 160 мм, которую испытывают на изгиб, а образовавшиеся половинки балочки — на сжатие.

Образцы формуют из теста стандартной консистенции. Для этого берут 1200 г гипса и количество воды, необходимое для получения теста нормальной густоты. Гипс всыпают в воду и интенсивно перемешивают в течение 60 с. Образцы формуют в трехгнездных формах, которые предварительно очищают и смазывают машинным маслом. Все три гнезда формы заполняют одновременно, для чего чашку с гипсовым тестом равномерно продвигают над формой. Для удаления воздуха заполненную форму встряхивают 5...6 раз.

После наступления начала схватывания излишки гипсового теста срезают линейкой. Через (15 ±5) мин после конца схватывания образцы извлекают из формы.

Испытания начинают через 2 ч после начала перемешивания.

Балочки устанавливают на опоры таким образом, чтобы те грани, которые были горизонтальными при изготовлении, при испытании находились бы в вертикальном положении. Предел прочности при изгибе испытываемого портландцемента вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов испытаний трех образцов.

Предел прочности при сжатии определяется испытанием половинок образцов-балочек, получившихся после испытаний на изгиб (шесть штук). Для того чтобы результаты испытаний половинок балочек были сопоставимы, несмотря на разный размер, используют металлические накладки. Площадь поверхности накладок, соприкасающейся с образцом, равна 25 см2.

Образец с пластинками центрируют на опорной плите 5 пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки на образец при испытании должна составлять (5 ± 1,25) кН/с. Предел прочности при сжатии Д.ж (МПа) каждого образца вычисляют по формуле

где F— разрушающая нагрузка, кН; А — площадь металлических пластинок, см .

Предел прочности при сжатии гипсовых образцов вычисляют по результатам испытаний как среднее арифметическое из четырех результатов.

Марку по прочности гипсового вяжущего устанавливают в соответствии с требованиями стандарта по наименьшему значению предела прочности при сжатии или изгибе.

65. Методика определения активности воздушной извести.

Навеску негашеной комовой или молотой извести массой 4–5 г предварительно растирают в течение 5 мин в фарфоровой ступке. Навеску растертой извести массой 1 г помещают в коническую колбу вместимостью 250 мл, добавляют 100–150 мл дистиллированной воды, кладут 3–5 стеклянных бус или оплавленных стеклянных палочек длиной 5– 7 мм, закрывают стеклянной воронкой или часовым стеклом и нагревают 5–7 мин до температуры кипения. Раствор охлаждают до температуры 20–30º С, промывают стенки колбы и стеклянную воронку (или часовое стекло) кипяченой дистиллированной водой, добавляют 2–3 капли 1 %-ного спиртового раствора фенолфталеина и титруют при постоянном взбалтывании 1н раствором соляной кислоты HCl до полного обесцвечивания раствора. Титрование считают законченным, если в течении 8 минут при периодическом взбалтывании раствор остается бесцветным.

Содержание CaO и MgO в процентах по массе (активность) А определяют по формуле:

А = V· 2,804∙ K/ G,

где V – количество 1 н раствора соляной кислоты, пошедшее на титрование, мл; K – поправка к титру 1н раствора соляной кислоты; 2,804 – количество оксида кальция, соответствующе 1 мл 1 н раствора соляной кислоты, умноженное на 100; G – навеска извести, взятая для титрования, г.

66. Методика определения содержания в извести непогасившихся зерен.

В металлический сосуд цилиндрической формы вместимостью 2—3 л наливают 1—1,5 л нагретой до температуры 85—90° С воды и всыпают 0,2 кг извести, непрерывно перемешивая содержимое до окончания интенсивного выделения пара (кипения). Полученное тесто закрывают крышкой и выдерживают два часа, затем разбавляют холодной водой до консистенции известкового молока и промывают на сите с сеткой № 063 слабой непрерывной струей, слегка растирая мягкие кусочки стеклянной палочкой с резиновым наконечником. Остаток на сите высушивают при температуре 140—150° С до постоянной массы. Содержание непогасившихся зерен в процентах вычисляют по формуле

НЗ=(m/М) 100%

где m — остаток на сите после высушивания, г

М – масса пробы, г

67. Методика определения нормальной густоты цементного теста.

Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в форму, заполненную тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлена форма. Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента. Для ручного приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента, высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты. Углубление засыпают цементом и через 30 с после прилипания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды. После окончания перемешивания форму быстро наполняют в один прием цементным тестом и 5-6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями формы, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня производят отсчет погружения по шкале. Форма с тестом при отсчете не должна подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину 5-7 мм до пластинки. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25 %.

68. Методика определения сроков схватывания портландцемента.

Иглу прибора Вика доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в форму. В этом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения, иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы. Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента прилипания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

cyberpedia.su


Смотрите также