Vorota-21.ru

Стройка и Ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Нормальная густота портландцемента

Нормальная густота портландцемента

ВОДОПОТРЕБНОСТЬ. Указанные процессы твердения портландцемента могут протекать при определенном количестве воды. Для прохождения химических реакций необходимое количество воды колеблется в пределах 15-18 % от веса цемента, однако с точки зрения технологии производства работ такого количества воды недостаточно, чтобы получить пластичное тесто, которое можно было бы уложить в дело. Поэтому на практике к цементу добавляют больше воды, нежели это требуется для химических реакций.

Естественно, что излишняя вода будет испаряться и образовывать в затвердевшем цементном камне поры тем больше, чем больше будет несвязанной воды в тесте или растворе, а это, в свою очередь, будет сказываться отрицательно на прочности материала. Как видно, здесь возникает два противоречия: с одной стороны, чтобы получить тесто с высокой пластичностью, удобное в работе, необходимо большее количество воды, с другой стороны, чтобы была высокая прочность структуры, следует брать меньшее количество воды. В связи с этим практически берется такое оптимальное количество воды, чтобы удовлетворить этим двум условиям.

Это количество воды для цемента определяется показателем «нормальная густота» цементного теста. «Нормальная густота» цементного теста — это такое состояние теста с оптимальным содержанием воды, при котором пестик стандартного прибора погружается в него на определенную глубину (точнее, не доходит до пластинки на 5-7 мм). Ряд свойств цемента определяется на тесте «нормальной густоты», что служит одновременно и для сравнимости результатов испытаний. Нормальная густота цементного теста выражается в процентах и для портландцемента находится в пределах от 25 до 28 %.

Твердение цемента сопровождается изменением его объема. Если процесс протекает на воздухе, то происходит усадка за счет испарения воды, а при твердении в воде происходит обратное явление — набухание. Особенно опасна усадка, в результате которой в отвердевшем бетоне или растворе могут появляться трещины. Для предупреждения усадочных деформаций твердение бетона, особенно в первый период, должно проходить во влажных условиях. Если вода испарится, то твердение цемента практически прекращается.

СРОКИ СХВАТЫВАНИЯ. По сути, это технологическое свойство, которое характеризует период коллоидации цементного теста при твердении. В этот период тесто начинает терять свою пластичность (удобоукладываемость). В практике строительства, чтобы уложить бетонные или растворные смеси с наименьшими затратами труда, сделать это необходимо до потери цементным тестом его пластических свойств. Различают начало схватывания и конец.

За начало принимается время от момента затворения цемента водой до того момента, когда игла стандартного прибора не доходит до пластинки при испытании на 1-2 мм. Обычно это время наступает для портландцемента не ранее 45 мин. Конец схватывания характеризуется временем от момента затворения до того времени, когда игла будет входить в тесто не более 1 мм. Это время согласно стандарту должно наступать не позднее 10 ч.

На сроки схватывания могут оказывать влияние различные факторы. Так, например, с понижением температуры окружающей среды сроки схватывания замедляются, а при повышении — наоборот. Количество воды затворения также оказывает замедляющее действие на сроки схватывания при ее увеличении. Замедление схватывания происходит при введении в цемент пластифицирующих и гидрофобных добавок. Добавки же ускорители твердения, напротив, сокращают сроки схватывания.

ВОДОУДЕРЖИВАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ. При затирании цемента водой можно наблюдать, что некоторые цементы полностью удерживают воду в период схватывания, у других же отделяется небольшой слой разной толщины. Если учесть, что водоцементное отношение (В/Ц) в бетонах всегда превышает установленное при определении нормальной густоты цементного теста, то станет ясно, что величина водоотделения может быть значительной. От него во многом зависит однородность бетона и сцепление раствора с крупным заполнителем.

При послойной укладке бетона в верхней части слоев будет скапливаться большое количество свободной воды, что приведет к неоднородности бетона по толщине и как следствие — неравномерной прочности, явлению нежелательному, особенно проявляющемуся в массивных сооружениях. Кроме того, сцепление между слоями такого бетона будет пониженным. Испарения этой воды из бетона вызывают дополнительное образование пор, способствующих диффузии агрессивной воды вглубь бетона.

Уменьшение водоотделения может быть достигнуто за счет введения в цемент при помоле клинкера гидравлических добавок (трепелы, опоки и др.) и поверхностно-активных веществ (сульфитно-спиртовая барда (ССБ) и др.).

Следует отметить, что водоотделение в цементах иногда играет положительную роль. Например, при уплотнении тонкостенных конструкций методом вакуумирования или изготовлении железобетонных труб методом центрифугирования.

РАВНОМЕРНОСТЬ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА. При твердении цементных образцов происходят различные изменения их объема. Как было сказано ранее, если образцы твердеют на воздухе, то появляется воздушная усадка, а при твердении в воде, наоборот, происходит набухание. Впрочем, эти явления практически не вызывают неравномерного изменения объема образцов. Другое дело, когда в цементе содержится много свободной извести, которая находится в состоянии пережога и вызывает при гидратации искривление поверхности образцов и появление в них волосяных трещин.

Неравномерность изменения объема цемента может также вызываться наличием в цементе зерен периклаза (оксида магния), а также большого количества добавки гипса. Следует отметить, что проявление неравномерного изменения объема при твердении цемента частично устраняется при выдерживании клинкера на складе перед помолом. Кроме того, неравномерность снижается или вовсе исчезает при введении в портландцемент активных гидравлических добавок.

ПРОЧНОСТЬ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА. До сих пор мы говорили о процессах, происходящих при твердении портландцемента, тем не менее, строителя в основном интересует вопрос прочности в абсолютных единицах и изменение ее во времени.

Прочность портландцемента характеризуется маркой цемента, которая оценивается пределами прочности при сжатии и изгибе. По этим двум показателям цемент разделяется на марки. Марка цемента устанавливается по пределу прочности при изгибе образцов балочек 4 х 4 х 1 6 см и при сжатии их половинок, изготовленных из пластичного раствора состава 1 : 3 (одна часть цемента и три части нормального песка по массе) и хранившихся во влажных условиях при температуре 20±3 °С до момента испытания в течение 28 суток.

Фактический предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток называется активностью цемента. По стандарту портландцемент выпускается четырех марок: 400, 500, 550 и 600, для которых установлены определенные пределы прочности при сжатии и изгибе.

СТОЙКОСТЬ ПОРТЛАНДЦЕМЕНТА ПО ОТНОШЕНИЮ К ДЕЙСТВИЮ ВОД, СОДЕРЖАЩИХ АГРЕССИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА, или коррозия поортландцеменьного кам. Открытие портландцемента способствовало бурному строительству гидротехнических сооружений, однако вскоре было замечено, что бетонные сооружения на основе портландцемента стали разрушаться, разрушался цементный камень. Этот вид разрушений был назван «коррозией портландцементного камня», которая происходила при действии на бетон различных вод. Большие исследования по выявлению причин коррозии и разработке мероприятий по борьбе с ней были проведены французом Ле Шателье, немецким ученым Михаэлисом и русским В. М. Москвиным. По предложению проф. В. М. Москвина коррозия портландцементного камня разделена на три вида:
1) разрушение цементного камня пресными проточными водами;
2) разрушение в кислой среде;
3) разрушение минерализованными водами (морская среда).

Разрушение цементного камня в проточной воде происходит при фильтрации воды через поры камня, которая растворяет и вымывает гидроксид кальция из камня, делая последний сильно пористым телом с резким понижением прочности цементной связки в бетоне.

Образование в цементном камне гидроксида кальция — основной сотставляющеи воздушной извести — происходит в результате гидролиза пригидратации C3S и C2S по реакциям:
2(3CaO·SiО2) + 6Н2О = 3CaO·2SiО2·3H2О + 3Ca(OH)2.
2(2CaO·SiО2) + 4Н2О = 3CaO·2SiО2·3H2О + Са(ОН)2.
Если учесть, что в портландцементе суммарное содержание C3S и C2S в среднем колеблется около 60 %, то содержание гидроксида кальция в цементном камне будет составлять около 25 % по массе, т. е. четверть всей массы цементной связки бетона, поэтому и неудивительно, что бетон может в результате выщелачивания прийти в негодность.

Читать еще:  Как развести цемент с песком пропорции

Внешне проявление первого вида коррозии заключается в появлении на поверхности бетона белого налета в виде высолов. Профессор В. П. Скрыльников в связи с этим удачно назвал этот вид коррозии — «белая смерть цемента».

Проявление выщелачивания извести из камня можно определить и обработкой поверхности фенолфталеином, в результате чего обработанная поверхность окрасится в малиновый цвет. — Наиболее эффективным способом борьбы с этим видом коррозии является использование для бетонов специальных видов цементов, содержащих активные минеральные добавки, например пуццолановый цемент и др.

Второй вид коррозии может проявляться в различных формах. В виде общекислотной, углекислотной, магнезиальной, органо-кислотной коррозии и коррозии под действием минеральных удобрений. Общим для этого вида разрушений является то, что различные кислоты, вступая во взаимо действие с продуктами гидратации цемента, образуют водорастворимые соли, которые еще легче растворяются и вымываются из цементного камня, чем гидроксид кальция.

Остановимся подробнее на углекислотной коррозии и коррозии от минеральных удобрений как наиболее распространенных и опасных.

Углекислотная коррозия возникает в основном от действия углекислоты воздуха, содержание которой значительно превышает другие виды кислот. При затвердевании бетона до проектной прочности на воздухе углекислота, содержащаяся в воздухе, взаимодействует с гидроксидом кальция, переводя последний в карбонат кальция. То же самое может происходить и в затвердевшем бетоне при эксплуатации в водах, содержащих углекислоту (например, в болотистых или грунтовых). В дальнейшем при изменении концентрации углекислоты в среде работы бетона происходит процесс взаимодействия карбоната кальция с углекислотой по реакции СаСО3 + СО22О = Са(НСО3)2 с образованием соли кислого углекислого кальция, которая еще легче растворяется и выщелачивается, чем сам гидроксид кальция. Примером такого разрушения бетона может служить случай с малым искусственным дорожным сооружением в Улан-Удэ, пришедшим в негодность после годичной
эксплуатации.

Если учесть, что в бетонах возможно использование и заполнителей из карбонатных пород, то создаются дополнительные условия для образования легкорастворимой соли, и тогда применение только специальных цементов в бетонах не обеспечит надежной защиты от разрушения. Необходимым в этом случае будет дополнительная обработка поверхности бетона водозащитными слоями, например, пропитка битумными или полимерными составами поверхностных слоев бетона, соприкасающихся с агрессивной средой.

Теперь о коррозии под действием минеральных удобрений. Из всех видов минеральных удобрений наиболее вредными являются аммиачные удобрения — аммиачная силитрат и сульфат аммония, которые в своем составе содержат нитрат аммония NH4NO3, который действует на гидроксид кальция по реакции
Са(ОН)2 + 2NH4NO3 + 2Н2О = Ca(NО3)2·4H2О + 2NО3,
образуя нитрит кальция, хорошо растворимый в воде и легко вымываемый
из бетона.

Третий вид коррозии портландцементного камня наблюдается при действии грунтовых вод, содержащих минеральные соли, или в морской воде. Этот вид коррозии часто называют сульфатной коррозией, т. к. морская вода содержит в своем составе обязательное количество сернокислых соединений типа RSO4. Сульфатные соединения вступают в реакции с гидроксидом кальция, образуя сернокислый кальций по уравнению RSО4 + Са(ОН)2 = CaSО4 + R(OH)2.

Сернокислый кальций помимо образования по реакции непосредственно может содержаться как в морских, так и в грунтовых водах. При насыщении пор цементного камня водой, насыщенной сернокислым кальцием, последний вступает во взаимодействие с С3АН6, образуя гидросульфоалюминат кальция по следующей реакции:
3CaSО4 + ЗСаО·А12О3·6Н2О + 25Н2О = 3CaO·Al2О3·3CaSО4·31H2О.

Образуясь в порах цементного камня, это соединение при определенных пределах концентрации переходит в перенасыщенное состояние и начинает выкристаллизовываться: при этом увеличивается в объеме в 3,0-3,5 раза, создает большие давления на стенки пор, разрушает цементный камень. Образующиеся кристаллы гидросульфоалюмината кальция по виду напоминают бациллу, что и дало название этому виду коррозии — «цементная бацилла».

Третий вид коррозии является наиболее опасным, т.к. разрушение бетона происходит сразу по всему объему изделия. Примером разрушения от действия минерализованных вод может служить Баку — Шолларский водопровод протяженностью 182 км, построенный в 1917 г. В результате воздействия грунтовых вод, содержащих большое количество сульфата кальция, 147 км его уже в 1925 г. полностью вышло из строя.

Поскольку причиной разрушения в цементном камне является наличие гидроксида кальция и трехкальциевого гидроалюмината, то, казалось бы, — убрать эти соединения из цемента и этим решится вопрос коррозии сам по себе. Тем не менее, практически этого добиться невозможно, т. к. это повлекло бы за собой полное отсутствие C3S. Поэтому наука пошла по другому пути в борьбе с коррозией, а именно по пути, как указывалось раньше, создания специальных видов цементов, стойких против указанных видов коррозии. К таким цементам относятся пуццолановый и сульфатостойкий портландцементы.

Свойства портландцемента.

К основным техническим свойствам портландцемента относятся:

— нормальная густота (водопотребность цемента),

— равномерность изменения объема цементного теста,

— прочность затвердевшего цементного раствора.

Истинная плотность цемента находится в пределах 3000 … 3200 кг/м3, плотность в рыхлом состоянии – 900 … 1300 кг/м3, в уплотненном (слежавшемся) – 1200 … 1300 кг/м3.

Тонкость помола характеризуется остатком на сите № 08 или удельной поверхностью, проверяемой на специальном приборе ПСХ. Согласно ГОСТ через сито № 08 должно проходить не менее 85 % массы пробы, удельная поверхность при этом (поверхность зерен цемента общей массой 1 г) должна быть 2500 … 3000 см 2 /г.

Нормальная густота цементного теста (количество воды в % от массы цемента) определяется погружением пестика, укрепляемого на штанге прибора Вика, и колеблется в пределах 21 … 28 %. Она зависит от минералогического состава цемента и тонкости помола.

Сроки схватывания проверяют прибором Вика на цементном тесте нормальной густоты. Согласно требованиям ГОСТ начало схватывания должно быть не ранее 45 мин; конец – не позднее 10 ч (нормально – 2 … 3 ч),

Если в цементе в результате нарушений технологического процесса при изготовлении окажется много свободных осадков кальция и магния, то процесс их гашения при затворении цемента водой будет протекать замедленно. Это явление может привести к разрушению уже затвердевшего цементного камня. Для предотвращения подобных явлений при оценке качества цемента и проводят испытание на равномерность изменения объема.

Одним из основных свойств цемента является прочность, которая определяется в положенные сроки испытанием образцов (балочек) размером 40 х 40 х 160 мм первоначально на изгиб, а затем половинок – на сжатие.

Балочки готовят из раствора состава 1:3 (1 ч. По массе цемента, 3 ч.- нормального вольского песка) при водоцементном отношении (отношении количества воды к количеству цемента), равном 0,4. Водоцементное отношение в свою очередь проверяется, а при необходимости корректируется по расплаву конуса на встряхивающем столике. Расплыв усеченного конуса из растворной смеси, изготовленного в форме высотой 60 мм и основаниями верхним с внутренним диаметром 70 мм и нижним – 100 мм, после 30 встряхиваний должен быть в пределах 106 … 115 мм. При отсутствии встряхивающего столика испытания проводят на стандартной лабораторной виброплощадке. В этом случае после 20 секунд вибрирования расплыв должен быть (170 ± 5) мм.

Читать еще:  Песчано цементная смесь для стяжки пола

Твердение цемента. Твердение портландцемента – сложный физико-химический процесс. При затворении цемента водой основные минералы, растворяясь, гидратируются по уравнениям:

Образующиеся новообразования отличаются от первоначальных меньшей растворимостью и, выпадая в осадок, выкристаллизовываются, что приводит к потере пластичности (схватыванию) и последующему твердению. Добавка гипса в самом начале процесса при растворении взаимодействует с трехкальциевым алюминатом, образуя гидросульфоалюминаты, которые, обволакивая цементные зерна, замедляют процесс растворения и гидратации. Однако в последующем эти оболочки разрушаются (чем меньше гипса, тем замедление короче по времени) и процесс твердения ускоряется. Но сами выкристаллизовывающиеся новообразования начинают препятствовать гидратации, поэтому значительная часть зерен цемента может гидратироваться при наличии водной среды весьма продолжительный срок, измеряемый даже годами.

Цемент твердеет тем быстрее, чем больше в нем алита (алитовые цементы) и трехкальциевого алюмината. С течением времени процесс твердения резко замедляется. Цементы, содержащие много белита (белитовые цементы), в раннем возрасте твердеют медленно; нарастание прочности продолжается длительно и равномерно. Процессы твердения и особенно схватывания сопровождаются выделением теплоты, которая тем интенсивнее, чем быстрее протекает процесс схватывания. Поэтому в массивных конструкциях, как правило, применяют белитовые цементы. Использование в таких конструкциях алитовых цементов может привести к интенсивности тепловыделению, разогреву до высокой температуры (70 … 80 °С), появлению трещин и даже потере воды, что в итоге приведет к утрате цементным камнем своих качеств. В то же время применение алитовых цементов позволяет быстрее получить минимальную прочность, а интенсивное тепловыделение обеспечивает в некоторых случаях необходимую для твердения температуру в зимних условиях.

При твердении цемента на воздухе происходит небольшая усадка, а в воде – набухание.

Виды цементов

Название «портландцемент» происходит от названия английского города Портланд: цвет материала схож по оттенку с цветом скал вокруг этого города.

Портландцемент, или силикатный цемент, пользуется высоким спросом.

Исходный вид портландцемента – порошок серо-зеленого оттенка.

Его особенность – тонкий помол клинкера с гипсом и возможность примешивания специальных добавок.

Портландцементный клинкер характеризуется высоким содержанием силикатов кальция. Применение различных видов портландцемента зависит от целей и задач, поставленных при строительстве.

Быстротвердеющий портландцемент применяется там, где необходимо схватывание материала в сжатые сроки. В его составе – высокий процент трехкальциевого алюминия и трехкальциевого силиката. Прочность этого вида цемента возрастает уже на первом этапе отвердевания – в первые сутки – трое после его применения.

Гидрофобный портландцемент отличается сложным составом. В него включают мылонафт (0,1-0,2%), асидол, синтетические жирные кислоты, окисленный петролатум и другие добавки. Такой состав смеси приводит к образованию особой оболочки, придающей частицам цемента повышенную прочность.

При изготовлении белого портландцемента применяют маложелезистый клинкер. Это позволяет получить не обычный серый цемент, а материал белого цвета, на основе которого путем добавления красящих пигментов получают разноцветные цементы. Они применяются при декоративном оформлении объектов и при изготовлении цветных бетонных дорожек.

В состав пластифицированного портландцемента входит 0,25% сульфитно-спиртовой барды. Это поверхностно — активное вещество дает возможность сократить расход материала, пластифицируя цемент. Бетонная смесь в этом случае получается пластичной. Кроме экономии строительного материала, это позволяет быстрее провести укладку бетона и повысить качество работы. Бетон, сделанный на основе пластифицированного цемента, имеет повышенные показатели морозоустойчивости.

Шлаковый цемент общее название цементов получаемых совместным помолом гранулированных доменных шлаков с добавками — активизаторами (известь, строительный гипс, ангидрит и др.) или смешением этих раздельно измельченных компонентов.

Различают известково-шлаковый с содержанием извести 10-30% и гипса до 5% от массы цемента и сульфатно-шлаковый с содержанием гипса или ангидрита 15-20% портландцемента до 5% или извести до 2%.

Шлаковый цемент применяют для получения строительных растворов и бетонов используемых преимущественно в подземных и подводных сооружениях.

Известково-шлаковый цемент наиболее эффективен в производстве автоклавных материалов и изделий.

Быстротвердеющий цемент цемент характеризующийся интенсивным нарастанием прочности в начальный период твердения.

Применяется в основном для изготовления сборных железобетонных конструкций и изделий.

Выпускаются: быстротвердеющий портландцемент с пределом прочности при сжатии через 3 сут 25 Мн/м 2 (250 кгс/см 2 ) особо быстротвердеющий портландцемент а также быстротвердеющий шлакопортландцемент.

Пуццолановый цемент собирательное название группы цементов в состав которых входит не менее 20% активных минеральных добавок. В строительстве основной вид пуццоланового цемента — пуццолановый портландцемент получаемый совместным помолом портландцементного клинкера (60-80%) активной минеральной добавки (20-40%) и небольшого количества гипса. От обычного портландцемента он отличается повышенной коррозионной стойкостью (особенно в мягких и сульфатных водах) меньшей скоростью твердения и пониженной морозостойкостью. Пуццолановый цемент применяют в основном для получения бетонов используемых в подводных и подземных сооружениях.

Водонепроницаемый расширяющийся цемент (ВРЦ) представляет собой быстросхватывающее и быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество получаемое путем совместного помола и тщательного смешивания измельченных глиноземистого цемента гипса и высокоосновного гидроалюмината кальция.

Цемент характеризуется быстрым схватыванием: начало процесса- ранее 4 мин. конец не позднее 10 мин. с момента затворения.

Глинозёмистый цемент быстротвердеющее гидравлическое вяжущее вещество; продукт тонкого измельчения клинкера получаемого обжигом (до плавления или спекания) сырьевой смеси состоящей из бокситов и известняков.

Сульфатостойкий цемент сульфатостойкий портландцемент разновидность портландцемента. По сравнению с обычным портландцементом сульфатостойкий цемент обладает повышенной стойкостью к действию минерализованных вод содержащих сульфаты меньшим тепловыделением замедленной интенсивностью твердения и высокой морозостойкостью.

Романцемент получают обжигом не до спекания известняковых или магнезиальных мергелей содержащих более 20% глины. Продукт обжига размалывают и получают гидравлические вяжущие. Образуются алюминаты, ферриты и силикаты придающие гидравлические свойства.

Дата добавления: 2016-03-15 ; просмотров: 4779 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Нормальная густота цементного теста

Материалы и оборудование: прибор Вика с пестиком, сферическая чашка с лопаткой, весы технические, металлическая линейка.

Нормальную густоту цементного теста определяют опытным путем при помощи прибора Вика (рис.1). На технических весах отвешивают 400г цемента и высыпают в сферическую чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем делают в цементе углубление, в которое одним приемом вливают воду в количестве, необходимом для получения цементного теста нормальной густоты (ориентировочно 160мл). Углубление засыпают цементом и через 30с с начала осторожно перемешивают, а затем энергично растирают тесто лопаткой во взаимно перпендикулярных направлениях. Продолжительность перемешивания и растирания составляет 5 мин с момента приливания воды.

Рис.1. Прибор Вика для определения нормальной густоты и сроков схватывания цементного теста

После смешивания кольцо прибора Вика наполняют цементным тестом и 5. 6 раз встряхивают его, постукивая пластинку о твердое основание. Поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста металлической линейкой. Кольцо с тестом помещают на столик прибора Вика и немедленно приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его, предоставляя пестику свободно погружаться. Через 30с с момента освобождения стержня производят отсчет по шкале.

Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию (или оптимальное водоцементное отношение В/Ц), при которой пестик прибора Вика не доходит на 5. 7 мм до пластинки с установленным кольцом. При других результатах измерений изменяют количество воды и вновь затворенное тесто испытывают на приборе Вика, добиваясь необходимого показания шкалы. Результаты испытаний заносят в табл. 2.

Читать еще:  Цемент на 1 куб стяжки
№ опытаНазвание цементаНавеска цемента, гКоличество воды, млПоказание шкалы, ммНормальная густота, %Примечание

ВЫВОД: нормальная густота цементного теста достигается при добавлении к цементу _____ мл воды или при водоцементном отношении равном В/Ц=_____.

Сроки схватывания цементного теста

Материалы и оборудование: прибор Вика с иглой, сферическая чашка с лопаткой, весы технические, металлическая линейка, секундомер.

Одним из технических свойств, характеризующих возможность использования вяжущих свойств для строительных целей, являются сроки схватывания и твердения. Для таких вяжущих как портландцемент, пуццолановый цемент, шлакопортландцемент начало схватывания должно наступать не ранее чем через 45мин, а конец схватывания — не позднее 10 часов. Начало и конец схватывания цементного теста определяют при помощи прибора Вика, у которого пестик заменяется на иглу диаметром 1 мм и длиной 50 мм.

За начало схватывания принимается время от начала затворения цемента водой до того момента, когда стальная игла, плавно погружаясь от поверхности цементного теста не дойдет до дна кольца на 1 мм, а за конец схватывания цементного теста — время от затворения цемента водой и до проникновения иглы прибора Вика в тесто на глубину не более чем на 1 мм.

Для определения сроков схватывания приготавливают цементное тесто нормальной густоты и укладывают его в кольцо прибора Вика так же, как и в предыдущем опыте. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и закрепляют стержень стопором, затем освобождают его, давая игле свободно опускаться. Иглу погружают в тесто каждые 10 минут, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала на прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают, закрепляя в исходное положение. Данные исследований заносят в табл.3.

№ опытаНаименование материалаКоличество вяжущего, гНормальная густота, %Схватывание, мин
НачалоКонец

Активность цемента

Материалы и оборудование: растворомешалка, сферическая чашка с лопаткой, встряхивающий столик и форма-конус, штыковка, формы для изготовления образцов-балочек, вибрационная площадка, весы технические, металлическая линейка, ванна с гидравлическим затвором.

В соответствии с требованиями нормативных документов технические свойства цементов характеризуются величиной предела прочности при изгибе и величиной предела прочности при сжатии. Для определения величин этих показателей изготавливают образцы-балочки размером 40x40x160 мм, в состав которых входит цементно-песчаная смесь в соотношении цемент: песок — 1:3. В качестве нормального песка для испытания цемента применяют природный кварцевый песок с зернами округлой формы размером 0,5. 0,9 мм, содержащий не менее 0,8% оксида кремния и не более 5% глинистых и пылевидных частиц.

Требования к цементам по прочности (ГОСТ 10178, ГОСТ 969)

ЦементМаркаПредел прочности При изгибе, МПа (кгс/см 2 ), в возрасте, сутокПредел прочности при сжатии, МПа (кгс/см 2 ), в возрасте, суток
Быстротвердеющий портландцемент4(40) 4,5 (45)5,5 (55) 6,0 (60)25 (250) 28 (280)40 (400) 50 (500)
Шлакопортландцемент3,5 (35)5,5 (55)20 (200)40 (400)
Глиноземистый цемент
3,5 (35) 4,0 (40) 4,5 (45)5,5 (55) 6(60) 6,5 (65)20 (200) 27,5 (275) 35 (350)40 (400) 50 (500) 60 (600)

Активностью портландцемента называют предел прочности при сжатии половинок балочек, приготовленных из цементно-песчаной смеси в соотношении 1:3, хранящихся 1-е сутки в воздушно-влажностных условиях и 27 суток в воде и испытанных в возрасте 28 суток. В зависимости от активности портландцемента с учетом его предела прочности при изгибе он подразделяется на марки: М400, 500 и 600, Численное значение марки цемента соответствует минимально допустимому среднему значению предела прочности образцов при сжатии, МПа.

В чашу, протертую влажной тканью (см.рис.2), всыпают 500г испытуемого цемента и 1500г нормального кварцевого песка, перемешивают до однородной смеси. 200г воды (при В/Ц=0,4) вливают в цементно-песчаную смесь и перемешивают до однородного состояния, которую затем помещают в лабораторную растворомешалку и перемешивают в течений 2,5 минут или 20 оборотов чаши.

Рис. 2. Чаша и скребок для приготовления цементного теста.

Далее смесь помещают в конус, расположенный на встряхивающем столике (см.рис.3).

Рис.3. Встряхивающий столик для определения удобоукладываемости раствора

Штыковкой смесь уплотняют в два приема: сначала пятнадцатью нажимами, потом десятью. После выравнивания поверхности смеси металлической линейкой форму-конус снимают и встряхивают 30 раз со скоростью один оборот за одну секунду. После этого линейкой в двух перпендикулярных направлениях измеряют основание конуса — его расплыв. Если диаметр расплыва равен 106. 115 мм, то консистенция растворной смеси соответствует нормативным требованиям. В случае несоответствия расплыва конуса производят корректировку раствора с изменением количества воды или цементно-песчаной смеси в соответствующей пропорции.

Из цементного раствора нормальной консистенции формуют образцы-балочки в металлической форме (на три ячейки), слегка смазанной машинным маслом. Форма заполняется до половины раствором, которую помещают на виброплощадку, включают ее и постепенно заполняют форму смесью. Вибрирование смеси составляет 3 минуты, затем смесь заглаживают лопаткой, форму помещают в ванну с гидравлическим затвором так, чтобы она находились над водой. В закрытой ванне образцы твердеют одни сутки. Через 24 чобразцы извлекаются из формы ипомещаются на 27суток в воду. Воду периодически заменяют. Через 28 суток образцы-балочки вынимают из воды, протирают влажной тканью и подвергают испытаниям на изгиб на приборе МИИ-100 (см.рис.4), а затем при помощи пластинок передачи нагрузки и гидравлического пресса Р-10 прочности на сжатие.

Рис.4. Прибор типа МИИ-100 с приспособлением для испытания балочек

Вначале, перед испытаниями, штангельциркулем измеряют геометрические размеры и на технических весах их массу, вычисляют объем и среднюю плотность затвердевшего раствора. После испытания трех образцов-балочек на изгиб получается шесть половинок, которые затем испытывают на сжатие. Результаты испытаний заносят в табл.5. При подсчете среднего арифметического значения шести результатов испытаний отбрасываются два наихудших.

Предел прочности при изгибе определяют как среднее арифметическое двух наибольших результатов испытаний трех образцов. Полученные после испытаний на изгиб в результате излома шесть половинок балочек сразу же испытывают на сжатие. Для передачи нагрузки на половинки балочек пользуются специальными стальными пластинками размером 40 х 62,5 мм. Каждую половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцовой гладкой стенке образца. Образец вместе с пластинками подвергают сжатию на гидравлическом прессе. Скорость нарастания нагрузки должна составлять (2 ± 0,5) МПа [(20 ± 5) кгс/см 2 ] в 1 с. Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления разрушающего груза на рабочую площадь пластинки, т.е. 25 см 2 . Средний предел прочности определяется из четырех наибольших результатов испытаний.

№ образцаРазрушающая нагрузка, кгПлощадь поперечного сечения, см 2Предел прочности при изгибе, МПаПредел прочности при сжатии, МПаМарка цемента

Последнее изменение этой страницы: 2016-06-26; Нарушение авторского права страницы

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×