Определение равномерности изменения объема цемента
Обновлено: 16.05.2024
При оценке свойств цементов испытывают как само по себе вяжущее (в виде порошка), так и составы, в которые вяжущее входит в качестве одного из компонентов (тесто = цемент + вода или цементный раствор = цемент + вода + песок). Чтобы по результатам испытания раствора (или теста) оценить качество цемента, влияние всех других факторов (количества и качества песка, густоты теста или раствора, условий изготовления, хранения и испытания образцов, их возраста) нужно исключить. С этой целью установлены государственные стандарты на методы изготовления, хранения и испытания образцов. В настоящее время действуют два российских стандарта: ГОСТ 310.1 — 5 (используемый для внутреннего рынка) и ГОСТ 30744—2001, соответствующий европейским стандартам.
Песок и вода по составу и качеству также должны удовлетворять требованиям стандартов. Согласно ГОСТ 6139 — 2003 стандартный песок для испытаний цемента должен быть кварцевым, содержать Si02 не менее 96 % и иметь допустимое количество глинистых, илистых и органических примесей. Он может быть монофракционным, состоящим из одной фракции 0,5 — 0,9 мм, или полифракционным, состоящим из следующих фракций: 0,08. 0,16; 0,16. 0,50; 0,50. 1,00 и 1,00. 1,60 мм.
Монофракционный песок предназначен для определения марки цемента по ГОСТ 310.4 — 81. Он должен иметь сертификат соответствия эталонному песку — песку Привольского месторождения, удовлетворяющему требованиям ГОСТ 6139 — 2003.
Полифракционный песок предназначен для определения класса цемента по ГОСТ 30744 — 2001. Полифракционный песок должен иметь сертификат соответствия эталонному песку, удовлетворяющему требованиям европейского стандарта EN 196-1. Содержание воды подбирают таким образом, чтобы и тесто, и растворная смесь имели стандартную консистенцию (нормальную густоту). Количество воды, необходимое для получения смеси нормальной густоты, называется водопотребностъю теста (цемента) или раствора.
Определение водопотребности цемента.Водопотребность цемента определяют с помощью прибора Вика (см. рис. 8.2). Иглу 6 прибора Вика заменяют металлическим цилиндром — пестиком 1, переставляя их местами (чтобы масса перемещающейся части оставалась равной 300 г).
По ГОСТ 310.3 — 76 тесто перемешивают вручную в течение 5 мин и заполняют им в один прием коническое кольцо 5 прибора Вика, постукивая подставкой 4 кольца о стол 5 — 6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему возможность погружаться в течение 30 с.
По ГОСТ 30744 — 2001 тесто перемешивают в специальном смесителе по режиму (90 + 5 + 90) с (перемешивание — остановка— перемешивание) и переносят в один прием в коническое кольцо 5 без уплотнения и вибрации. Время с начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.
Нормальной (в обоих стандартах) считается густота, при которой пестик не доходит до дна на 5. 7 мм.
Определение сроков схватывания цемента.Пестик 1 прибора Вика (см. рис. 8.2) заменяют иглой 6, переставляя их местами. Готовят тесто нормальной густоты и заполняют им кольцо прибора Вика. Иглу 6 прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и фиксируют стопорным винтом 7(верхним). Отпуская винт, дают игле возможность погружаться в тесто. Погружения иглы производят с интервалом 10 мин, каждый раз — в новое место. Перед погружением иглу протирают влажной тканью. Сроки схватывания считают от начала затворения.
Начало схватывания наступает, когда игла не доходит до дна: по ГОСТ 310.3-76 - на 1 . 2 мм, а по ГОСТ 30744-2001 - на 3. 5 мм. Конец схватывания наступает, когда игла погружается в тесто: по ГОСТ 310.3 — 76 —не более чем на 1 . 2 мм, а по ГОСТ 30744-2001 - на 0,5 мм.
При определении конца схватывания по ГОСТ 30744 — 2001 длинную иглу в приборе Вика заменяют на короткую с кольцеобразной насадкой, фиксирующей глубину погружения иглы 0,5 мм (рис. 8.2, б), и кольцо с цементным тестом переворачивают широким основанием вверх.
Определение равномерности измерения объема цемента.При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление изделий, их растрескивание или полное разрушение. Причиной этого является наличие свободной (не связанной в соединения с другими оксидами) извести.
При затворении цемента водой происходит гашение свободной извести [СаО + Н20 = Са(ОН)2], которое сопровождается увеличением объема твердой фазы. В отличие от быстрогасящейся воздушной извести, получаемой при температуре 900. 1 100°С, известь в портландцементе, обжигаемом при температуре 1 450 °С, представляет собой «пережог» и гасится медленно. При испытаниях этот процесс ускоряют кипячением образцов в воде.
По ГОСТ 310.3 — 76 две навески теста нормальной густоты по 75 г каждая скатывают в шарики, кладут на стеклянные пластинки и, постукивая о стол, превращают в лепешки. Первые 24 ч эти лепешки хранят во влажной среде (в ванне с гидравлическим затвором) (рис. 8.3), затем кипятят в воде в течение 3 ч, после чего осматривают. Признаками неравномерности изменения объема являются:
1) коробление лепешек;
2) появление сетки мелких трещин;
3) наличие радиальных трещин;
4) полное разрушение лепешек.
По ГОСТ 30744-2001 два кольца Ле Шателье устанавливают на пластинки 3 и наполняют в один прием цементным тестом нормальной густоты без уплотнения или вибрации. Избыток теста срезают, накрывают кольца пластинками с пригрузом 4 и помещают в камеру влажного хранения на 24 ч. После этого измеряют штангенциркулем расстояние dмежду концами индикаторных игл 2 сточностью до 0,5 мм, освобождают от пластинок и пригруза и кипятят в воде в течение 3 ч. Затем кольца извлекают, охлаждают и измеряют расстояние между концами игл. После этого вычисляют разность z=f-d для каждого кольца.
Определение активности, марки и класса цемента.Прочностные свойства цемента при изгибе и сжатии определяют на об-разцах-балочках размерами 40x40x160 мм, приготовленных из стандартного цементного раствора состава 1 : 3 (цемент: стандартный песок).
По ГОСТ 310.4—81 растворную смесь готовят на монофракционном песке в стандартной лопастной или бегунковой растворомешалке и определяют ее водопотребность по расплыву (диаметру нижнего основания) отформованного из смеси конуса после 30 падений с высоты 10 мм встряхивающего столика (рис. 8.6).
При В/Ц = 0,40 нормальной считается густота, при которой расплыв конуса РК = 106. 115 мм. Если РК < 106 мм, то В/Ц увеличивают до получения значения РК = 106. 108 мм. Если РК >115 мм, то В/Ц уменьшают до получения значения РК = 113. 115 мм.
Растворную смесь нормальной густоты укладывают в трехсекционную форму (рис. 8.7), закрепленную на стандартной виброплощадке, и уплотняют вибрированием в течение 3 мин. По окончании вибрирования форму снимают, избыток смеси срезают и поверхность образцов заглаживают. Образцы хранят в течение 24 ч в формах во влажном пространстве (см. рис. 8.3), затем освобождают от форм и хранят до испытания в воде при температуре (20 + 2) °С.
Испытание образцов проводят в возрасте 28 сут сначала на изгиб (рис. 8.8), а полученные шесть половинок балочек — на сжатие с помощью стандартных пластин (рис. 8.9) с рабочей площадью 25 см 2 (40x62,5 мм). Предел прочности на сжатие определяют как частное от деления разрушающей нагрузки на рабочую площадь пластины. Полученное по шести образцам среднее значение предела прочности при сжатии называется активностью цемента и обозначается Rn.
По ГОСТ 30744 — 2001 растворную смесь готовят на полифракционном песке с В/Ц = 0,50. Перемешивают в стандартном лопастном растворосмесителе сначала цемент с водой на малой скорости в течение 30 с, затем добавляют песок и перемешивают на большой скорости по режиму: 30 с перемешивание; 90 с остановка; 60 с перемешивание.
Смесь укладывают двумя слоями в трехсекционную форму (рис. 8.7, а), закрепленную с насадкой на платформе встряхивающего устройства. Сначала укладывают приблизительно по 300 г смеси в каждую секцию. Уложенную смесь разравнивают лопаткой / (рис. 8.7, б) для первого слоя и уплотняют 60 ударами (падениями с высоты 15 мм) встряхивающего стола. Затем отсеки заполняют оставшейся смесью, которую разравнивают лопаткой 2 для второго слоя и уплотняют циклом из 60 ударов. Затем поступают так же, как и при испытании по ГОСТ 310.4—81, однако рекомендуются нажимные пластины размерами 40x40 мм, но допустимы и пластины размерами 40,0x62,5 мм.
Технические требования к цементам.Согласно ГОСТ 10178 — 85 по прочности цементы подразделяются на марки (табл. 8.6).
Начало схватывания цемента должно наступать не ранее чем через 45 мин, а конец — не позднее чем через 10 ч с начала затворения. Цементы должны показать равномерность измерения объема. Остаток на сите № 008 не должен превышать 15 % от массы пробы.
Согласно ГОСТ 31108 — 2003 по прочности цементы подразделяются на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, а по скорости твердения — на два подкласса: Н — нормально твердеющий; Б — быстро твердеющий.
Методы испытаний с использованием полифракционного песка
Methods of testing with using polyfraction standard sand
Дата введения 2002-03-01
1 РАЗРАБОТАН ЗАО "Концерн Цемент", Фирмой "Цемискон", ОАО "НИИЦЕМЕНТ"
ВНЕСЕН Госстроем России
2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 30 мая 2001 г.
За принятие проголосовали
Наименование органа государственного управления строительством
Госстрой Азербайджанской Республики
Министерство градостроительства Республики Армения
Казстройкомитет Республики Казахстан
Государственный Комитет по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики
Госархитектстрой Республики Узбекистан
3 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ
4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 марта 2002 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 20 августа 2001 г. N 98
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 7, 2003 год и Информационном бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 7, 2003 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 8, 2021
Введение
В разных странах применяют существенно различающиеся методы определения основных физико-механических свойств цемента - прочности, водопотребности, сроков схватывания, равномерности изменения объема, которые дают различные результаты при испытаниях одних и тех же цементов.
Настоящий стандарт разработан с целью нормативного обеспечения производителей цемента в странах СНГ методиками испытаний своей продукции, позволяющими получить аналогичные со странами ЕС результаты для сопоставимой оценки строительно-технических свойств цемента в процессе научно-технического и экономического сотрудничества.
1 Область применения
Настоящий стандарт распространяется на все виды цемента и устанавливает методы их испытаний с использованием полифракционного песка.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:
ГОСТ 166-89 (ИСО 3599-76) Штангенциркули. Технические условия
ГОСТ 6139-2020 Песок для испытаний цемента. Технические условия
ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия
ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия
ГОСТ 25706-83 Лупы. Типы, основные параметры. Общие технические требования
ГОСТ 30515-2013 Цементы. Общие технические условия
ГОСТ OIML R 76-1-2011 Государственная система обеспечения единства измерений. Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания
3 Определения
Термины и определения - по ГОСТ 30515.
4 Общие положения
4.1 Отбор проб выполняют по ГОСТ 30515.
4.2 В рабочем журнале записывают вид и состояние тары, в которой доставлена проба.
4.3 Пробы цемента до испытания хранят в сухом помещении при относительной влажности воздуха не более 50%.
4.4 Перед испытанием каждую пробу цемента просеивают через сито с сеткой N 09 по ГОСТ 6613. Остаток на сите взвешивают и отбрасывают. Массу остатка в процентах, а также его характеристику (наличие комков, кусков дерева, металла и пр.) заносят в рабочий журнал. После просеивания пробу цемента перемешивают.
4.5 При изготовлении стандартного цементного раствора применяют стандартный полифракционный песок (далее - песок) по ГОСТ 6139. Могут применяться другие пески, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 6139 по соответствию эталонному песку, при этом содержание в стандартном песке должно быть не ниже 96%.
4.6 Для приготовления цементного теста и изготовления образцов применяют дистиллированную воду или воду, соответствующую ГОСТ 6709 в части требований к массовой доле ионов хлора и кальция. Для хранения образцов допускается использовать водопроводную воду из систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, соответствующую требованиям нормативных документов.
Сосуд для отмеривания или взвешивания воды тарируют в смоченном состоянии.
4.8 Перед испытанием цемент, песок и воду выдерживают до принятия ими температуры помещения.
4.9 Испытания следует проводить в помещениях с температурой воздуха (20±2) °С и относительной влажностью не менее 50% при изготовлении образцов для определения прочности, не менее 65% - при определении сроков схватывания и равномерности изменения объема и не более 65% - при определении тонкости помола.
Температура и влажность воздуха помещений должны ежедневно отмечаться в рабочем журнале.
4.10 Температура в камере (шкафу) влажного хранения должна быть (20±1) °С, относительная влажность - не менее 90%. Температуру и влажность следует регистрировать непрерывно или периодически не реже, чем через каждые 4 ч.
4.11 Цемент и песок взвешивают, воду взвешивают (отмеривают) с погрешностью, не превышающей указанную в таблице 1.
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.
Определение равномерности изменения объема цемента проводят по п.3 ГОСТ 310.3-76.
Процесс твердения цемента сопровождается изменением объема образовавшегося цементного камня. Однако наличие в цементе свободных СаО и MgO, которые гасятся с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне, может привести к неравномерным деформациям и образованию трещин в твердеющих бетонах и растворах.
Равномерность изменения объема цемента устанавливают кипячением в воде образцов-лепешек.
Для изготовления лепешек берут 400 г цемента и из него приготовляют тесто нормальной густоты. Затем отвешивают четыре навески цементного теста по 75 г каждая и помещают каждую в виде шарика на отдельную стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Осторожно постукивая пластинкой о край стола, получают из шарика лепешку диаметром 7-8 см и толщиной в средней ее части около 1 см. Поверхность полученных лепешек заглаживают от наружных краев к центру смоченным в воде ножом.
Приготовленные таким образом лепешки выдерживают на стеклянных пластинках 24 ч в ванне с гидравлическим затвором (рис. 4.7) при температуре 20+5 °С. Затем лепешки снимают со стеклянных пластинок и кладут на решетчатую полку 5 бачка 4 (рис. 4.8). Для поддержания постоянного уровня воды бачок резиновым шлангом 7 соединен с регулятором уровня воды 1. При помощи подвижной трубки 2 уровень воды в бачке устанавливают на 4-6 см выше поверхности лепешек. Бачок закрывают крышкой 3 иставят на нагревательный прибор. Воду в бачке за 30-45 мин доводят до кипения, которое поддерживают 4 ч.
 Рис. 4.7 – Ванна с гидравлическим затвором 1 – ванна; 2 – пробка; 3 – гидравлический затвор; 4 – решетка для образцов |  Рис. 4.8 – Бачок для испытаний цементных лепешек кипячением (см. текст) |
а)  | б) Разрушение Радиальные трещины  |
Рис. 4.9 – Лепешки, выдержавшие (а) и не выдержавшие (б)
испытания на изменение объема
Искривление (а) Трещины усыхания (б)
Рис. 4.10 – Лепешки, выдержавшие (а) и не выдержавшие (б)
испытания на изменение объема
После кипячения лепешки охлаждают в бачке до температуры 20+5 0 С, вынимают из бачка и тщательно осматривают. Цемент признают доброкачественным (рис. 4.9), если на лицевой стороне лепешек, подвергнутых испытанию кипячением, нет доходящих до краев радиальных трещин или сетки мелких трещин, видимых в лупу или невооруженным глазом, а также каких-либо искривлений (рис. 4.10).
Процесс твердения цемента сопровождается равномерным изменением объема цементного теста и камня. Однако наличие в цементе свободных СаО и МgO, которые гасятся с увеличением объема в уже затвердевшем цементном камне, может привести к неравномерным деформациям и образованию трещин в твердеющих бетонах и растворах. Содержание свободного оксида кальция в цементе не должно превосходить 0,5-1 %, а свободного оксида магния – 5 %.
Равномерность изменения объема цемента устанавливается кипячением в воде образцов – лепешек. Для изготовления лепешек берут 400 г цемента и из него приготовляют тесто нормальной густоты. Отвешивают четыре навески теста по 75 г и помещают каждую навеску в виде шарика на стеклянную пластинку, предварительно протертую машинным маслом. Осторожно постукивая пластинкой о край стола, получают из шарика лепешку диаметром 7-8 см, и толщиной в средней ее части около 1 см. Поверхность полученных лепешек заглаживают от наружных краев к центру смоченным в воде ножом. Приготовленные таким образом лепешки хранят в течение (24±2) ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором при температуре (20±5) °С. В ванне устанавливаются решетки для размещения на них образцов. Под решеткой должна быть вода.
Затем лепешки с пластинками вынимают из ванны, лепешки снимают с пластинок и помещают на решетку в бачок с водой. Решетка должна находиться на расстоянии не менее 5 см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен закрывать лепешки на 4-6 см в течение всего времени кипячения. Бачок закрывают крышкой и ставят на нагревательный прибор и доводят до кипения за 30-45 мин. Кипячение производят в течение 3 ч, после чего лепешки в бачке охлаждают до температуры (20±5) °С и производят их внешний осмотр немедленно после извлечения из воды.
Цемент соответствует требованиям равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешек, подвергнутых испытаниям, не обнаружится радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешки. Наличие искривлений устанавливается при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки. Появляющиеся иногда в первые сутки после изготовления трещины усыхания, не доходящие до краев лепешек, не являются признаком недоброкачественного цемента, если на обратной стороне отсутствуют радиальные трещины, доходящие до краев, и лепешки при постукивании одна о другую издают звонкий звук.
Результаты опытов заносят в табл.13.
Таблица 13.Результаты определения равномерности изменения объема цемента при твердении
| Результаты визуального осмотра лепешек после кипячения | Вывод о соответствии цемента требованиям равномерности изменения объема цемента при твердении |
Определение тонкости помола цемента ситовым анализом
Для ситового анализа отвешивают 50 г цемента, предварительно высушенного до постоянной массы при температуре 105-110 °С, и переносят на сито № 008 с размером сетки в свету 80 мкм. Закрывают сито крышкой, устанавливают его в прибор для механического просеивания, включают прибор и после этого просеивают в течение 5-7 мин. Допускается просеивание и вручную. Просеивание считается законченным, если при контрольном просеивании вручную на бумагу в течение 1 мин сквозь сито проходит не более 0,05 г цемента. По окончании просеивания взвешивают на сите остаток Р (г) и вычисляют количество цемента, прошедшего через сито, Т(%) по формуле
Результаты опытов заносят в табл.14.
Таблица 14.Результаты определения тонкости помола цемента
| № опытов | Навеска цемента, г | Остаток на сите № 008, г | Средний остаток на сите № 008, г | Прошло через сито № 008, % |
Определение предела прочности при изгибе и сжатии
Для определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии изготавливают образцы-балочки размерами 40x40x160 мм из пластичного цементного раствора нормальной консистенции состава 1:3 по массе (1 ч. цемента и 3 ч. песка) при водоцементном отношении (В/Ц) не менее 0,4.
Для определения нормальной консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г стандартного песка, 500 г цемента и 200 г воды (В/Ц = 0,40). Компоненты загружают в предварительно протертую влажной тканью чашу лопастной мешалки в следующей последовательности: песок, вода, цемент. Чашу устанавливают на мешалку и производят перемешивание в течение (120±10) с.
В центре диска встряхивающего столика устанавливают форму-конус с центрирующим устройством. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью. По окончании перемешивания раствора им заполняют форму-конус на половину высоты и уплотняют 15 раз штыкованием металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с некоторым избытком и штыкуют 10 раз. Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к диску столика. После уплотнения верхнего слоя раствора снимают насадку конуса и излишек раствора срезают ножом вровень с краями конуса. Нож предварительно протирают влажной тканью. Затем конус снимают в вертикальном направлении. После этого раствор встряхивают на столике 30 раз за (30±5) с, измеряют расплыв конуса по нижнему основанию штангенциркулем в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса должен быть в пределах 106…115 мм. Если расплыв конуса окажется меньше 106 мм, количество воды увеличивают до получения расплыва конуса 106-108 мм. Окончательное значение водоцементного отношения заносят в рабочий журнал и принимают для проведения дальнейших испытаний.
Перед изготовлением образцов-балочек внутреннюю поверхность стенок формы и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы необходимо промазать тонким слоем солидола или другой густой смазкой. На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой. На каждый намеченный срок испытания изготовляют по три образца (одна форма).
Для уплотнения раствора подготовленные формы балочек с насадкой жестко закрепляют на виброплощадке. Одновременно устанавливают не более двух форм, симметрично расположенных относительно центра площадки. При уплотнении одной формы ее располагают в центре площадки. Формы заполняют раствором приблизительно на 1 см по высоте и включают вибрационную площадку, в течение двух первых минут вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки, срезают смоченным водой ножом излишек раствора, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют их.
Образцы в формах хранят первые сутки в ванне с гидравлическим затвором. Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом, или в шкафу, обеспечивающим относительную влажность воздуха не менее 90 %. Таким образом образцы хранят последующие 27 суток. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см, меняют воду через каждые 14 суток. Температура воды при хранении, а также при ее замене должна быть (20±2) °С. По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть насухо вытерты.
Испытание образцов. Для испытания образцов-балочек на изгиб могут быть использованы приборы любой конструкции, удовлетворяющие следующим требованиям: средняя скорость нарастания нагрузки должна быть (0,05±0,01) кН/с или (0,12±0,02) МПа/с в пересчете на единицу площади приведенного сечения балочки. Образцы устанавливают на опоры изгибающего устройства таким образом, чтобы те грани его, которые были горизонтальными при изготовлении, находились в вертикальном положении.
Предел прочности при изгибе цементного раствора вычисляют как среднее арифметическое значение из двух наибольших результатов испытания трех образцов.
При определении предела прочности на сжатие полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками площадью 25 см 2 таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскости пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца. Образец с пластинками центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (1,0±0,5) МПа/с.
Предел прочности на сжатие отдельного образца вычисляют как частное от деления разрушающей нагрузки на площадь пластинок. Предел прочности на сжатие для данного цемента вычисляют как среднее арифметическое четырех наибольших результатов испытания образцов.
Результаты опытов заносят в табл.15.
Таблица 15.Результаты определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии
Читайте также: