Проверка цемента на качество в лаборатории

Обновлено: 18.04.2024

Исследование качества бетона – достаточно распространенная процедура. Поскольку бетон в наше время является основным строительным материалом, из которого возводится большинство сооружений, вопрос о его характеристиках совсем не праздный.

Конечно, если вы работаете с проверенным производителем или поставщиком, который все экспертизы делает самостоятельно и ни разу вас не подводил, можете пропустить этот этап. Но если стройка предстоит ответственная, экспертизу имеет смысл провести – хотя бы для того, чтобы убедиться, что выбранная марка бетона подходит для вашего объекта и соответствует будущим нагрузкам.

Исследование бетона проводится в двух направлениях:

Экспертиза материала на строительной площадке. С ее помощью можно узнать, насколько марка бетона соответствует указанной производителем. Обследование на данном этапе также позволяет понять, отвечает ли данная марка требованиям конкретного сооружения.
Исследование тех объектов, что находятся в эксплуатации или законсервированном состоянии. В этом случае главная цель экспертизы – выяснить, каков запас прочности материала и возможно ли дальнейшее использование здания или сооружения. Исследуются фундамент, балки перекрытий, стены, колонны и другие конструктивные элементы.

Методы, с помощью которых проводятся испытания, также можно разделить на две группы:

разрушающий контроль;
неразрушающий контроль.

ЭКСПЕРТИЗА С ПОМОЩЬЮ РАЗРУШАЮЩИХ ВОЗДЕЙСТВИЙ

Это самый точный метод исследования бетона. Манипуляции с материалом производятся в лабораторных условиях и допускают приложение деформирующих и разрушающих нагрузок. С их помощью определяются качественные характеристики бетонной смеси, а также степень износа и конструктивная прочность объектов из бетона. Этапы лабораторного анализа:

изготовление образца кубической, цилиндрической или другой формы;

визуальное изучение отвердевших образцов на предмет дефектов и изъянов;
определение размеров образцов;
испытание образцов после их затвердевания или керна, взятого из готовой конструкции, сжатием с помощью гидравлического пресса и другими способами.

ИССЛЕДОВАНИЕ БЕТОНА МЕТОДАМИ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

Для этих целей используется специальное оборудование, применять которое можно на стройплощадке или на месте расположения готовой конструкции. Хотя эти методы считаются щадящими по сравнению с разрушающими нагрузками, они также дают достаточно точную информацию о качестве строительного материала. К их числу относятся:

ультразвуковой контроль – дает возможность проверить общую прочность конструкции;
ударный импульс и упругий отскок – помогают получить представление о различных параметрах материала;
магнитный и электрический способы – выявляют внутренние дефекты;
пластическая деформация путем нанесения отпечатка на поверхность бетонного изделия – применяется для конструкций повышенной прочности;
отрыв со скалыванием – местное разрушение, которое позволяет получить представление о прочностных и других характеристиках бетона.

О ЧЕМ РАССКАЖЕТ ЭКСПЕРТИЗА

С помощью комплексного исследования можно изучить различные показатели смеси. В частности, перед непосредственным использованием определяют:

однородность ее состава;
склонность к усадке;
пропорциональность состава (количество щебня, песка, цемента, воды).

Экспертиза бетона предоставляет данные о таких важных его характеристиках, как:

морозостойкость и влагостойкость;
водонепроницаемость и водопоглощение;
истираемость, плотность, пористость;
прочность на сжатие, изгиб, разрыв и другие показатели.

Отклонение от технических параметров бетонной смеси может привести к неприятным последствиям, таким как трещины, осадка фундамента и даже обрушение части конструкций. Причин, по которым бетон может не отвечать требованиям, несколько. В их числе:

использование некачественных компонентов (песок, цемент, щебень и др.);
несоблюдение правил хранения отлитых элементов, что приводит к снижению прочности бетона;
нарушение технологических параметров при производстве бетона и т. д.

В отдельных случаях плохое качество элементов из бетона заметно просто на глаз, но дефекты не всегда бывают столь явными. Полную уверенность в том, что материал, который вы собираетесь использовать для строительства, имеет необходимые характеристики, может дать только комплексная экспертиза.

Снова приоткрываем двери лаборатории для наших читателей. На этот раз покажем как проходят испытания цемента на прочность.

Ни один серьезный производитель не запустит цемент в производство керамзитобетонных блоков без предварительной проверки его на соответствие заявленной марке. Естественно, что Чебоксарский Стройкомбинат проводит такие испытания, и вот как раз одному из них и будет посвящена наша статья. Мы расскажем вам, как проверяется цемент в лабораторных условиях, а также для чего нужно это делать.

Какой цемент будем исследовать

Под прицел попал цемент ЦЕМ I 42,5 Н двух производителей – ООО «Азия Цемент» из Пензы и ЗАО «Ульяновскцемент».

Азия Цемент
Современный красавец-завод, выстроенный с нуля с 2010-го по 2013-й год. Первая тонна цемента была выпущена в ноябре 2013 года, а через полгода завод вышел на полные производственную мощность
1 860 000 тонн цемента в год.

Ульяновскцемент
Завод ввели в эксплуатацию в 1961 году. На рубеже тысячелетий на заводе провели модернизацию и техническое переоснащение. Это одно из крупнейших предприятий промышленности с максимальной производственной мощностью –
2 400 000 тонн цемента в год.

ЦЕМ I 42,5 Н – новая маркировка того самого «пятисотого» цемента, соответствует ПЦ-500-Д0. Применяется для изготовления изделий из бетона, в монолитном домостроении и др.

Цифра I означает "бездобавочность" цемента (добавки улучшают некоторые технологические качества цемента, но имеют и свои минусы).
Цифра 42,5 указывает на устойчивость к осевому сжатию в 42,5 МПа.
Буква Н обозначает скорость твердения, в данном случае «нормальнотвердеющий».

Тонкость помола
Сроки схватывания
Нормальная густота и водоотделение
Активность при пропаривании
Собственно прочность цемента

Тонкость помола цемента

Тонкость помола – характеристика дисперсности цемента. Именно от нее зависит скорость гидратации связующего материала керамзитоблоков.

Гидратация цемента – химическая реакция клинкерных составляющих цемента с водой (присоединение воды), причем образуются твердые новообразования (гидраты), которые заполняют первоначально залитый цементом и водой объём плотным наслоением гелевых частиц, вызывая тем самым упрочнение. Первоначально жидкий или пластичный, цементный клей превращается в результате гидратации в цементный камень. Первая стадия этого процесса называется загустеванием, или схватыванием, дальнейшая — упрочнением, или твердением.

Чем выше тонкость помола, тем быстрее будет нарастать прочность. Это важное свойство цемента, которое необходимо контролировать.

Сроки схватывания и нормальная густота цемента

Сроками схватывания цемента называют начало и конец этого процесса. За стартовую точку принимается начало потери подвижности (или же пластичности) цементного теста, за конечную точку – некоторое его затвердение. Сроки схватывания необходимо знать, поскольку применять свежеприготовленные растворы допускается лишь до начала схватывания. Можно, конечно, и не соблюдать это условие, но тогда схватившееся тесто утратит свою клеящую способность, а прочность раствора будет низкой.

Измеряем сроки схватывания. По ГОСТ начало схватывания цемента наступает не ранее 45 минут, конец схватывания должен наступить не позднее 10 часов. Чтобы измерить фактические значения используется специальный прибор под названием ВИКА (на фото).

В обойме станины прибора ВИКА свободно перемещается цилиндрический металлический стержень, а на концы его крепится либо игла, либо пестик (в зависимости от назначения испытаний).

Получаем нормальную густоту. Измерять сроки схватывания допускается лишь в цементном тесте нормальной густоты, поэтому необходимо сначала ее замерить. Это делается также на приборе ВИКА.

Цементное тесто для испытаний готовится так: в чашу засыпается 400 грамм цемента и 102 мл воды. Все это замешивается в течение 5 минут, после чего этим раствором заполняется специальное кольцо. Оно должно быть изготовлено из пластмассы, нержавеющей стали или другого материала, который не впитывает воду. Это кольцо устанавливается на специальную пластинку.

Поверхность цементного теста выравнивается с краями кольца, а излишки срезаются ножом. Сразу же после этого пестик прибора ВИКА соприкасают с поверхностью теста по центру кольца, закрепляя стержень стопорным устройством. Затем его освобождают, давая пестику погружаться.

Нормальной густотой считается та, при которой пестик, погружаясь в тесто, не доходит до пластинки (на которой стоит кольцо) на 5-7 мм. Если результат испытания показывает несоответствие консистенции цементного теста, то изменяется количество воды и эксперимент повторяется. Когда необходимая консистенция получена и пестик остановился на отметке 5-7 мм – можно приступать к измерению сроков схватывания.

Нормальная густота цемента – соотношение количества воды, которое необходимо для получения теста, к массе цемента, выражается в процентах.

Проверяем схватывание. Итак, для проверки требуется цементное тесто нормальной густоты, которое помещается в то же самое кольцо. Пестик на металлическом стержне заменяют иглой и доводят ее до соприкосновения с поверхностью. Момент начала схватывания определяется свободным опусканием иглы в цементное тесто. Погружение иглы происходит раз в 10 минут. После каждого раза ее протирают, а кольцо с тестом переставляют, так как игла не должна попадать в прежнее место.

Началом схватывания считается время от начала затворения (момента приливания воды) до момента, когда игла прибора ВИКА не доходит до пластинки, на которой стоит кольцо, на 2-4 мм. А концом схватывания считается время от начала затворения до момента, когда игла погружается в тесто не более, чем на 1-2 мм.

Контролируем водоотделение цемента

Зачем нужно контролировать водоотделение цемента и на что оно влияет? Некоторые цементы во время схватывания прочно удерживают воду, взятую для затворения. Другие же отделяют некоторое количество воды в виде слоя определенной толщины.

Водоотталкивание не дает получить однородное бетонное тело и препятствует полноценному сцеплению твердеющего цемента с заполнителем. В конечном итоге, это снижает прочность готового изделия.

Измеряем водоотведение. Отвешивается 350 г цемента и воды (тоже 350 г). Воду выливают в стакан, после чего в течение 1-ой минуты туда высыпается навеска цемента при непрерывном помешивании. Получившееся цементное тесто размешивается еще 4 минуты, а затем переливается в градуированный цилиндр.

Этот цилиндр помещается на стол и отсчитывается объем цементного теста. Через 2 часа отмечается объем осевшего цементного теста, и замер производится каждые 30 минут. При совпадении результатов двух последних замеров, наблюдение останавливается.

Если говорить проще, то слой воды, который образуется в цилиндре над цементным тестом – это и есть величина водоотделения.

Процесс производства цемента начинается с добычи известняка и глины. Затем ингредиенты смешиваются, измельчаются и подаются в печь. После обжига клинкер охлаждается и проходит процедуру окончательного измельчения. Портландцемент, наиболее распространённый тип, имеет различные свойства в зависимости от предполагаемого использования.

Характеристики этого вяжущего вещества зависят от многих факторов. Для подтверждения заявленного качества проводится анализ цемента по ГОСТ 5382-91,310.3-76. Потребительская проверка в месте использования строится на органолептических тестах, является приблизительной.

Истинная проверка – анализ цемента в лаборатории, которая имеет соответствующую аккредитацию, условия и оборудование. При поставке вяжущего по EN 197-1 или его сертификации по международному стандарту для испытаний используется только полифракционный песок.

Виды проверок

Исследованию подлежат основные свойства, совокупность которых гарантирует качественный бетон и другие строительные смеси. Вот некоторые из них.

Активность.
Густота.
Сроки схватывания.
Химический состав.

Действующими стандартами, в дополнение к указанным, предусмотрены проверки по некоторым показателям, которые проводятся производителями.

Основной инструмент, на котором происходит исследование цемента – прибор Вика.

Активность

Этот показатель – марка материала. Исследуются образцы, созданные в лабораторных условиях – точность этого прямого метода не подвергается сомнению. Срок такой проверки основан на твердении образцов и занимает достаточно много времени.

Фактически это испытание цемента на прочность по двум параметрам: сопротивлению изгибу и разрыву.

Косвенные методы – контракция и электропроводность – применяются для оперативных проверок, дают приблизительные результаты.

Густота

Определяется в гидратированном состоянии, свидетельствует о количестве воды затворения. Измеряется в % от веса вяжущего. Ориентировочный показатель 22-28%, зависит от состава клинкера, добавок, удельной поверхности.

Метод основан на глубине погружения пестика прибора Вика за определённое время. Нормальная густота – важное свойство для одного из ключевых свойств.

Срок схватывания

Это первая стадия процесса твердения. Исследование цемента по этому показателю основано на получении двух результатов: начала и конца схватывания. Теоретически это 45 мин. и 12 часов с момента затворения.

Учитывая время, необходимое для доставки, разгрузки, укладки бетона, оптимальными сроками начала процесса являются 60-120 мин., окончания – 6-8 час. Метод заключается в следующем.

Цементным тестом нормальной густоты заполняют кольцо прибора и несколько раз с промежутком 10 мин. погружают иглу. Началом процесса считается время, за которое она – после серии погружений – не доходит до пластины на 4 мм. Окончание – когда игла с кольцом не оставляет отпечатка на поверхности.

Химический состав

В процессе обжига шлама образуются сложные химические соединения – клинкерные минералы. Они формируют химический состав. Количественное содержание каждого из них влияет на его свойства, поэтому химический анализ цемента в лаборатории – единственный способ определить истинный состав конкретной партии материала. Проводится по сложным методикам, определяемым нормативами.

Цемент – минеральное связующее вещество, один из основных компонентов в составе бетонов, растворов, смесей. На рынке стройматериалов представлены цементы разных марок, но нельзя быть полностью уверенным в качестве сырья даже от проверенных поставщиков. Решение проблемы – проверка каждой партии в лабораторных условиях. Испытание цемента актуально для строительных организаций, предприятий по изготовлению растворов, бетонов, готовых ЖБИ-изделий.

Экспертиза цемента: методики и показатели

Для срочного определения качества сырья и его соответствия заявленной марке используется экспресс-анализ цемента. Преимущество данной методики – быстрота проведения испытания цемента (от 20 минут до 3 часов), а существенный минус – высокая вероятность погрешности.

Для получения более достоверных данных применяются лабораторные методы испытания цемента. Комплексная экспертиза включает оценку как самого вещества в сухом виде, так и экспертизу смесей и цементного теста. ООО «ЛИЦ» проводит исследование цемента на соответствие фактических свойств требованиям действующих ГОСТ:

Уровень тонкости помола – важная характеристика, определяющая скорость протекания процесса гидратации (схватывания) раствора или бетона.
Нормальная густота – от величины показателя зависит необходимый объём воды для приготовления смеси, и, значит, пластичность раствора, прочность, морозостойкость, другие свойства бетонных изделий и конструкций. Также определение показателя необходимо для проведения дальнейших испытаний цемента.
Время схватывания цементного теста – период от начала до конца необратимого процесса потери подвижности смеси.
Прочность при изгибе и сжатии – показатели определяют марку (класс) цемента и возможность использования материала в строительстве. Испытания цемента на прочность проводят на образцах застывшего цементного камня.
Морозостойкость – способность цементного камня выдерживать попеременные циклы замораживания-оттаивания без разрушения и признаков деформации.
Подвижность – способность раствора растекаться и заполнять пустоты. Наряду с маркой относится к характеристикам, определяющих пригодность материала для тех или иных строительных целей.

Испытание цемента необходимо для подтверждения качества стройматериала. Зачастую заявленные характеристики сырья не соответствуют фактическим показателям. Это может быть вызвано разными причинами: нарушение технологии производства, неправильные условия хранения или транспортировки, попадание посторонних примесей, истекший срок хранения, предумышленное искажение технических характеристик материала.

В современном строительстве без использования цемента не обойтись. Да и купить стройматериалы можно в любом строительном магазине. Но, к сожалению, часто вместо качественного материала можно, по неопытности, приобрести подделку. Но как же узнать, какое качество приобретенного цемента?

1. Проверка цемента в лаборатории.

Полную и достоверную проверку качества цемента можно произвести лишь в специальной лаборатории. Правда, есть маленькие хитрости, благодаря которым экспресс-анализ качества сырья проводится за 15-20 минут. Благодаря такой проверке можно обнаружить не только подделку, когда в цемент добавляют посторонние вещества, но и узнать его качество.

2. Визуальное определение качества цемента.

Для проведения проверки необходимо помнить, что цемент является тонким однородным порошком преимущественно серого цвета. В цветовой палитре, правда, допускаются небольшие изменения. Поэтому, свежий цемент, сразу после выгрузки, вытекает из рук, как вода. Тот цемент, который немного полежал, может браться небольшими комками. Если комки образуются мягкие и при нажатии распадаются - качество сырья высокое, из него можно делать бетон, замешивать раствор и проводить иные работы.

Если при надавливании на образовавшийся комок нужны усилия, можно смело делать вывод, что цемент подпорчен и низкого качества.

3. Определение качества цемента химическим способом.

Определить качественное сырье поможет и минеральная, соляно-щелочная вода. Такая проверка проводится тогда, когда внешний вид цемента устраивает и когда происходит продажа цемента оптом, иначе рискуете хорошо потерять в деньгах, если цемент ненадлежащего качества. На такой воде необходимо замесить своеобразное тесто. Из него нужно слепить своеобразный диск, с толстой срединой и тонкими краями. При лепке цемент должен нагреться и быстро схватится (примерно за 5-10 минут). Помните, работать нужно обязательно в перчатках и очках, чтобы не отравится едкими испарениями, и возможные разбрызгивания не повредили кожу или слизистую.

Если же состав проверяемого цемента с добавками, тесто греться не будет, да и схватится минут через 40, а то и больше. Более того, некачественный цемент может в дальнейшем растрескаться.

Вылепленную форму можно поместить в герметично пакованный пакет, чтобы присутствовала влажная среда, и продержать в нем около 2-х дней. Форма из хорошего цемента будет держать форму и не покроется трещинами, в отличие от фальсификата.

4. Определение качества цемента с помощью специальных приборов.

Можно также, для проверки качества сырья, использовать специальные приборы. Они проверяют активность цемента. Такие приборы называются контрактометрами.

Читайте также: