Как правильно уплотнить цементное тесто в кольце

Обновлено: 29.04.2024

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ, СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ И РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА

Cements. Мethods for determination of standard consistency, times of setting and soundness


1. РАЗРАБОТАН Министерством промышленности строительных материалов СССР

Государственным комитетом СССР по делам строительства

Министерством энергетики и электрификации СССР

ВНЕСЕН Министерством промышленности строительных материалов СССР

2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 14.10.76 N 169

3. ВЗАМЕН ГОСТ 310-60 в части определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объема

4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ

Обозначение НТД, на который дана ссылка

5. ИЗДАНИЕ (апрель 2003 г.) с Изменением N 1, утвержденным в августе 1984 г. (ИУС 1-85)

Настоящий стандарт распространяется на цементы всех видов и устанавливает методы испытаний для определения нормальной густоты, сроков схватывания цементного теста, а также равномерности изменения объема цемента.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

1.1. Аппаратура

Прибор Вика с иглой и пестиком.

Кольцо к прибору Вика.

Мешалка для приготовления цементного теста.

1.1.1. Прибор Вика (черт.1) имеет цилиндрический металлический стержень 1, свободно перемещающийся в обойме станины 2. Для закрепления стержня на требуемой высоте служит стопорное устройство 3. Стержень снабжен указателем 4 для отсчета перемещения его относительно шкалы 5, прикрепленной к станине. Шкала имеет цену деления 1 мм.

Прибор Вика


1 - цилиндрический металлический стержень; 2 - обойма станины; 3 - стопорное устройство; 4 - указатель; 5 - шкала; 6 - пестик; 7 - игла

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр-пестик 6.

При определении сроков схватывания пестик заменяют иглой 7.

Пестик должен быть изготовлен из нержавеющей стали с полированной поверхностью. Игла должна быть изготовлена из стальной жесткой нержавеющей проволоки с полированной поверхностью и не должна иметь искривлений. Поверхность пестика и иглы должна быть чистой.

Массу перемещающейся части прибора сохраняют взаимной перестановкой пестика и иглы. Отдельные детали перемещающейся части прибора подбирают таким образом, чтобы их общая масса находилась в пределах (300±2) г.

Размеры иглы и пестика должны соответствовать указанным на черт.2 и 3 .

Рабочая часть иглы



Рабочая часть пестика


1.1.2. Кольцо к прибору Вика и пластинка, на которую устанавливают кольцо, должны быть изготовлены из нержавеющей стали, пластмассы или другого не впитывающего воду материала. Форма и размеры кольца должны соответствовать указанным на черт.4.

Кольцо к прибору Вика


1.1.3. Мешалка для приготовления цементного теста должна отвечать требованиям соответствующих технических условий.

1.1.4. При отсутствии в лаборатории механизированной мешалки для приготовления цементного теста применяют чашу сферической формы (черт.5), изготовленную из нержавеющей стали.

Чаша для затворений


Лопатку для перемешивания цементного теста изготовляют из упругой нержавеющей стали. Основные размеры лопатки указаны на черт.6.

Лопатка для перемешивания


(Измененная редакция, Изм. N 1).

1.2. Проведение испытаний

1.2.1. Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию его, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо.

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента.

1.2.2. Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 310.1.

1.2.3. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, соприкасая пестик с пластинкой, на которой расположено кольцо. При отклонении от нуля шкалу прибора соответствующим образом передвигают.

Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазывают тонким слоем машинного масла.

1.2.4. 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 приливания воды сначала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой.

Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Цементное тесто на механической мешалке готовят в соответствии с прилагаемой к мешалке инструкцией.

1.2.5. После окончания перемешивания кольцо быстро наполняют в один прием цементным тестом и пять-шесть раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, 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 проводят отсчет погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчете не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п.1.2.1. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25%.

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

2.1. Аппаратура

Аппаратура - по п.1.1.

Автоматический прибор для определения сроков схватывания.

2.2. Проведение испытаний

2.2.1. Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое отклонение прибора, как указано в п.1.2.3. Кроме того, проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривлений иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп.1.2.4 и 1.2.5. 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.

Во время испытания прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

2.2.2. Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента приливания 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.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

2.2.3. Сроки схватывания цементного теста на приборе с автоматической записью определяют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

3.1. Аппаратура

Аппаратура - по п.1.1.

Автоклав с рабочим давлением не менее 2,1 МПа.

Бачок для испытания кипячением.

Ванна с гидравлическим затвором.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.1.1. Бачок для испытания кипячением с регулятором уровня воды. Внутри бачка помещают съемную решетчатую полку для размещения лепешек, которая находится на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

3.1.2. Ванны с гидравлическим затвором для хранения образцов (черт.7) изготовляют из стойкого к коррозии материала (оцинкованная сталь). В ваннах устанавливают решетки для размещения на них образцов. Под решеткой всегда должна быть вода.

Ванна с гидравлическим затвором


3.2. Проведение испытаний

3.2.1. Для испытания на равномерность изменения объема цемента готовят тесто нормальной густоты согласно пп.1.2.4 и 1.2.5.

Две навески теста массой 75 г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Постукивают ею о твердое основание до образования из шариков лепешек диамером 7-8 см и толщиной в середине около 1 см. Лепешки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краев к центру до образования острых краев и гладкой закругленной поверхности.

3.2.2. Приготовленные по п.3.2.1 лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают испытанию кипячением.

3.2.3. По истечении времени хранения по п.3.2.2 две цементные лепешки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок с водой на решетку. Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают и проводят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.

Пластичная смесь цемента с водой – это цементное тесто. Его готовят с целью определения основных параметров вяжущего, иногда используют в качестве ремонтного материала бетонных конструкций, а также при строительстве на морском шельфе и береговых линиях. Нормальная густота цементного теста – это показатель, от которого зависит качество готового изделия и свойства камня, проверяемые при испытаниях материала.

Приготовление массы

Компоненты цементного теста – это вода и сухое вяжущее. При смешении они вступают в реакцию химическую реакцию, получается пластичная масса, именуемая цементным тестом.

Соединение воды и цемента осуществляют в лабораторной лопастной мешалке. Для отдельных типов цемента используют индивидуальные пропорции воды и сухого вяжущего.

Тип цемента Отношение воды и цемента В/Ц
I, II 0,50
III-Об 0,60-1,30
III-Ут 0,30-0,40

В ёмкость наливают воду, далее вводят вяжущее и смешивают их в среднем 180 секунд согласно требованию ГОСТ 26798.1-96 «Цементы тампонажные. Методы испытаний».

Измерение густоты

«Нормальная густота» — это термин, относящийся исключительно к цементному тесту, помогает определить водопоглощение вяжущего, показатель которого учитывается в результате замеса рабочих растворов в правильных пропорциях для создания качественных конструктивных элементов.

Определение «нормальной» густоты цементного теста осуществляют на основании правил ГОСТ 310.3-76 с использованием прибора Вика. В опыте не обойтись без пестика из нержавейки длиной 5 см и диаметром 1 см с полированным наконечником.

Смесь готовят таким образом:

  • В конусовидную чашку насыпают 400 граммов сухого цемента горкой;
  • Лопаткой в вершине насыпи делают углубление и вливают в него 25-28% от массы порошка (100…112 мл)
  • Выжидают 30 секунд, пока жидкость проникает в цемент;
  • Далее в течение 5 минут вымешивают массу до однородного состояния с растиранием.

Далее производят испытательные действия:

  • В кольцо со смазанными техническим маслом внутренними стенками укладывают получившуюся массу, простукивают о столешницу, снимают излишки, устанавливают в прибор Вика под штатив;
  • Откручивают фиксатор и пестик на стержне вводится в цементное тесто;
  • Спустя 30 секунд оценивают проникновение.

«Нормальной» густотой называют явление, когда конец пестика не вошел до дна кольца на 5-7 см. Если заглубление показало меньший результат, делают повторный замес, увеличивая количество жидкости. Пестик достиг стеклянного основания – действия повторяют с меньшим количеством воды, значит цементное тесто получилось очень жидким.

Определение сроков схватывания цементного теста

Схватывание и отвердевание цементного камня из теста происходит за 3 этапа разной продолжительности:

  • Компоненты измельченного клинкера вступают в первичную реакцию с водой, происходит их растворение и образование первичных кристаллов;
  • Возникает структура коагулянта с увеличением роста кристаллической сетки;
  • Рост числа кристаллов и набор прочности с их уплотнением в испытуемом объеме.

Чтобы узнать срок первичного и конечного твердения цементного теста, можно воспользоваться тем же инструментом Вика, только пестик на рабочем стержне меняют на иглу из нержавейки. Для исследования подойдет заготовка теста по рецепту предыдущего опыта.

Кольцо, заполненное тестом, размещают под иголкой. Стержень выставляют так, чтобы иголка поверхностно касалась цемента без проникновения.

Далее самое интересное:

  • Вентиль держателя откручивают и игла проникает в тесто. Глубину ее введения отмечают в протоколе.
  • Операцию повторяют с интервалом 10 минут, перемещают кольцо с цементом с целью предотвращения заглубления в старое место. Необходимо протирать иглу начисто после каждого проникновения.

Стартом схватывания теста является время от минуты замеса раствора до погружения иглы, когда она не дойдет до основания кольца на 2-4 мм.

В конце схватывания игла проникает в тесто на 1-2 мм, не более. Испытания продолжаются достаточно долго – затвердевание происходит обычно через 4-10 часов (для нормального или быстротвердеющего цемента и портландцемента).

Для выполнения работы надо иметь следующие приборы, ин­струменты и материалы: прибор Вика с пестиком (рис.1), чашу сферической формы (рис.2) для приготовления цементного теста, металлическую лопатку (рис.3) для перемешивания теста, мерный цилиндр, емкость с водой, технические весы с разновесами, ла­бораторный нож, секундомер, испытуемый портландцемент, ветошь, машинное масло для смазки оборудования и инструмента.

Прибор Вика состоит из основания, кронштейна (стойки), в верхней части которого имеется отверстие для подвижного штока (массой 300±2 г). В нижнюю часть штока вставляют иг­лу Вика или пестик Тетмайера. На приборе имеется шкала, по­зволяющая измерять величину перемещения подвижной части при­бора. Стопорное устройство позволяет фиксировать подвижную часть прибора в верхнем положении и быстро освобождать ее при измерениях. Исследуемое цементное тесто загружают в конусное кольцо, установленное на дно, и затем все помещают на основа­ние прибора.

Прибор комплектуется пестиком Тетмайера при исследовании нормальной густоты цементного теста и иглой Вика для опре­деления сроков схватывания цементного теста.

Перед началом испытаний проводится подготовка, состоящая из следующих операций:

1) проверить действие прибора Вика. Подвижная часть при­бора должна легко перемещаться. При касании пестиком дна ко­нусного кольца показания нити по шкале прибора должны быть на нуле. В случае отклонения от нуля указатель с нитью с по­мощью винта передвигается и фиксируется на нулевом положении.

Конусное кольцо и его дно перед началом испытаний смазываются тонким слоем машинного масла;

2) сферическую чашу и лопатку для перемешивания цемент­ного теста протереть влажной тканью (ветошью);

3) проверить действие устройства, отмеряющего 5-минутный интервал времени;

4) проверить исправность секундомера;

5) проверить чистоту и действие весов, чистоту совка, смазать машинным маслом нож.

По ГОСТу цементное тесто разрешается приготовлять пере­мешиванием вручную в сферической чаше или в механической ме­шалке. Независимо от способа перемешивания, тесто приготовляют из порции цемента массой 400±1 г.



Навеску цемента высыпают в сферическую чашу, предвари­тельно протертую влажной ветошью. Затем в цементе делают уг­лубление, куда в один прием вливают предварительно отмеренную воду в количестве, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты. Для первого пробного затворения цемента_ необходимо примерно 100-112 см 3 воды, т.е. 25-28 % от массы цемента. Для затворения теста берут чистую питьевую воду.

Углубление, в которое влита вода, с помощью стальной ло­патки заполняют цементом; в течение 30 с. дают возможность воде впитаться в цемент, затем тесто интенсивно перемешивают лопат­кой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и непрерывного растирания с момента затворения цемента водой не должна превышать 5 мин.

Приготовленным цементным тестом в один прием заполняют коническое кольцо (см. рис.1), установленное на пластинке-дне. Для уплотнения теста кольцо встряхивают 5-6 раз, постукивая о стол. Избыток цементного теста срезают вровень с краями коль­ца ножом, предварительно протертым влажной тканью.

Кольцо с тестом устанавливают в прибор Вика, пестик при­водят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют в таком положении зажимным винтом, фиксируя под­вижный стержень. Затем быстро освобождают подвижную часть прибора. Освободившись, стержень вместе с пестиком свободно погружаются в тесто. Через 30 с. с момента освобождения стержня производят отсчет погружения пестика по шкале прибора.

Густота цементного теста считается нормальной, если пес­тик не доходит до дна на 5-7 мм. Если пестик, погружаясь в цементное тесто, остановится выше, то опыт повторяют с большим ко­личеством воды, а если ниже - с меньшим, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную выше.

Количество воды, добавляемой для получения теста нормаль­ной густоты, выраженное в процентах от массы цемента, опреде­ляют с точностью до 0,25 %. Этот показатель называют водопотребностью цементного теста.




Результаты эксперимента подвергают контрольной проверке, затворяя порцию цемента количеством воды, которое соответ­ствует водопотребности данного цемента. После перемешивания густота такого теста должна быть нормальной.

Результаты исследований и контрольных проверок удобнее представить в табличной форме (см. таблицу).

Результаты опытов по определению и контролю водопотребности цементного теста

Сущность метода испытания заключается в определении последовательными попытками количества воды, которое цементом образует тесто нормальной густоты. При испытании такого теста пестик в приборе Вика не должен доходить до дна (пластинки) на 5-7 мм.

Основная аппаратура

Прибор Вика с пестиком, коническое кольцо к прибору и полированная пластинка (п. 5.3), весы марки ВЛТ, секундомер, механизированная мешалка для изготовления цементного теста, при отсутствии которой допускается ручное приготовление в чаше (рис. 6.2) при помощи лопатки (рис. 6.3).

Рис. 6.2. Сферическая чаша Рис. 6.3. Лопатка

Перед началом испытаний проверяют исправность прибора Вика: свободу передвижения стержня, нулевое показание на шкале и др. Кольцо и пластинку смазывают тонким слоем машинного масла.

Из подготовленной в установленном порядке пробы отвешивают 400±1 г цемента, всыпают в предварительно протертую влажной тканью чашу и делают в нем углубление, куда в один прием наливают воду (для первой попытки 100,0±0,5 см 3 ). Через 30 с сначала осторожно, а затем энергично перемешивают и растирают цементное тесто лопаткой при общей продолжительности перемешивания 5 мин. (На механической мешалке его готовят в соответствии с инструкцией).

Полученное цементное тесто в один прием помещают в кольцо, уплотняют постукиванием о твердое основание 5-6 раз, срезают избыток и выравнивают ножом, протертым влажной тканью. Сразу же приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью в центре кольца, закрепляют подвижную часть стопорным винтом и быстро освобождают его, предоставляя пестику свободно погружаться в тесто. Во время испытания прибор не должен подвергаться сотрясениям.

Через 30 с определяют глубину погружения пестика по шкале прибора, сопоставляя ее с указанной выше. При необходимости повторные испытания проводят на новой порции цемента с варьированием количества добавляемой воды до 0,25%.

Нормальная густота теста характеризует водопотребность цемента и является необходимым условием для определения сроков его схватывания.

Цементным тестом называется однородная пластичная подвижная смесь цемента с водой.

Пластичность цементного теста характеризуется его нормальной густотой.

Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию (водоцементное отношение В/Ц, выраженное в процентах), при которой пестик прибора Вика, погруженный в заполненное цементным тестом кольцо, не доходит на 5-7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо конической формы.

За нормальную густоту цементного теста принимают количество воды затворения, выраженное в процентах от массы цемента, при котором достигается нормированная консистенция цементного теста.

Для цементов на разных заводах-производителях нормальная густота может колебаться от 20 до 35 %. Знание нормальной густоты цементного теста необходимо для дальнейших испытаний цемента (определения сроков схватывания, равномерности изменения объема (расширения) цемента). Чем меньше значение нормальной густоты цементного теста, тем более плотный бетон можно изготовить (большая подвижность бетонных и растворных смесей при меньшем содержании воды).

От величины нормальной густоты зависит расход воды при изготовлении бетонных и растворных смесей заданной пластичности и, следовательно, плотность, прочность, морозостойкость готовых материалов и изделий.

Нормальная густота зависит от вещественного состава цемента, количества и вида гидравлических или инертных добавок, тонкости помола цемента и фазового состава клинкера.

Определение нормальной густоты цементного теста проводят по п.1 ГОСТ 310.3-76 «ЦЕМЕНТЫ. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ, СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ И РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА» на приборе Вика (рис. 4.4) с использованием металлического пестика диаметром 10 мм и длиной 50 мм.

Масса подвижного стержня прибора вместе с пестиком должна быть 300+2 г.

Перед началом испытания проверяют свободное падение подвижного стержня прибора, чистоту пестика, положение стрелки, которая должна стоять на 0 при соприкосновении пестика со стеклянной пластинкой, смазывают кольцо и пластинку тонким слоем машинного масла.


Рис. 4.4 – Прибор Вика по ГОСТ 310.6-76

1 - цилиндрический металлический стержень; 2 - обойма станины;

3 - стопорное устройство; 4 - указатель; 5 - шкала; 6 - пестик; 7 – игла

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г испытываемого цемента, высыпают его в сферическую металлическую чашу (рис. 4.5а), предварительно протертую влажной тканью. Затем в цементе делают углубление, куда в один прием вливают предварительно отмеренную воду в количестве, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты. Количество воды для первого пробного затворения цемента может быть ориентировочно принято 110-112 см 3 , т. е. 25-28 % от массы цемента.

Углубление, в которое была налита вода, с помощью стальной лопатки (рис. 4.5б) заполняют цементом и через 30 с после этого осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях, периодически поворачивая чашку на 90°. Продолжительность перемешивания и непрерывного растирания с момента затворения цемента водой – 5 мин.

а)
б)

Рис. 4.5 – Чаша (а) и лопатка для перемешивания (б)

После окончания перемешивания цементное тесто укладывают в один прием в кольцо, которое пять-шесть раз встряхивают, постукивают пластинкой с прижатым к ней кольцом о поверхность стола. Избыток цементного теста срезают ножом, предварительно протертым влажной тканью. Кольцо на стеклянной пластинке ставят под стержень прибора Вика, пестик приводят в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют его в таком положении зажимным винтом. Затем быстро отвинчивают зажимной винт, и стержень вместе с пестиком свободно погружается в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня по шкале прибора фиксируют глубину погружения пестика.

Густота цементного теста считается нормальной, если пестик не доходит до стеклянной пластинки на 5-7 мм. Если он, погружаясь в цементное тесто, остановится выше, то опыт повторяют с большим количеством воды, а если ниже – с меньшим, добиваясь погружения пестика на глубину, соответствующую нормальной густоте теста. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты, % от массы цемента, определяют с точностью до 0,25 %.

Читайте также: