Определение марки цемента по пределу прочности при изгибе и сжатии (ГОСТ 310.4–81). Прочность на сжатие цемента
Извлечение из ГОСТ 31108-2003 «ЦЕМЕНТЫ ОБЩЕСТРОИТЕЛЬНЫЕ» 5.1.2 Требования к физико-механическим свойствам цементов приведены в таблице 2. Таблица 2
7.6 Для доказательства соответствия уровня качества цемента требованиям настоящего стандарта дополнительно к оценке по статистическим критериям, необходимо показать, что все единичные результаты приемосдаточных и периодических испытаний - не более (не менее) предельных значений, приведенных в таблице 7. Таблица 7
| |||||||
sklerometr.ru
Определение марки цемента | Суровые будни начальника лаборатории
. контакты 8 929 943 69 68 http://vk.com/club23595476 .
Как определить марку цемента
Определение прочности и марки цемента
Важнейшим свойством портландцемента является его способность твердеть при взаимодействии с водой и переходить в камневидное состояние. Чем выше механическая прочность затвердевшего камневидного тела (раствора, бетона) и чем скорее она достигнута, тем выше качество цемента или марка цемента . Различают конечную прочность, которая может быть достигнута цементом при твердении, и скорость твердения, характеризуемую интенсивностью роста прочности твердеющего цемента во времени.
В соответствии с этим цементы, отличающиеся быстрым ростом прочности, называют быстротвердеющими, а если при этом достигается большая прочность, то и высокопрочными.
Механическую прочность затвердевших цементов марку цемента можно оценивать различными способами, например по пределу прочности при сжатии, изгибе, растяжении и скалывания образцов той или иной формы.
при этом подбор состава смесей, изготовление, хранение и испытание образцов осуществляют, строго выполняя требования, устанавливаемые соответствующими стандартами на то или иное вяжущее вещество в .той или иной стране. Возрастающее значение приобретают неразрушающие методы определения прочности цементов и бетонов с помощью ультразвуковых колебаний.
Тонкость помола цемента должна характеризоваться остатком на сите 0,08 не более 15,%.
Для определения прочности при изгибе и сжатии по, ГОСТ 310.1-76и ГОСТ ,,ц 310.4-81
готовят балочки размером 40х40х160 мм из раствора цемента с температурой 20±3°С с песком состава 1:3 по массе, с применением вибрации в течении 3 минут на площадке с амплитудой 0,35 мм и частотой колебаний 3000 в 1 минуту. Для испытаний применяется стандартный песок по ГОСТ 6139-. Растворы готовят при В/Ц=0,4, при этом их консистенция по расплыву конуса после; 30 встряхиваний на столике должна характеризоваться диаметром в пределах 106-115 мм.
predelenie-marki-cementa
Прочностные характеристики цементов устанавливают значениями предела прочности при сжатии и при изгибе стандартных образцов, приготовленных из испытуемых цементов и хранившихся при определенных условиях в течение 28 суток.
Прочностные характеристики цементов, согласно ГОСТ 310-, определяют на балочках размером 40х40х160 мм, изготовленных из одной части испытуемого цемента по массе и трёх частей, по массе нормального песка.
Нормальным песком, согласно ГОСТ 6139- считается ВОЛЬСКИЙ кварцевый песок округлой формы, зернистостью 0,5-0,8 мм. Можно также использовать другой песок обязательно соответствующий требованиям ГОСТ 6139- Водоцементное отношение устанавливают опытным путем, он должно быть таким, чтобы расплывание конуса из смеси цемента, песка, и воды после 30 встряхиваний на стандартном столике по нижнему основанию составило 105-110 мм в диаметре.
Изготовленные из такой смеси образцы-балочки хранят в течение 28 суток в нормальных условиях, после чего испытывают на изгиб, а получившиеся при этом половинки балочек — на сжатие.
Таким образом, для определения предела прочности цемента (марки цемента) при изгибе и при сжатии необходимо:
1. установить цементно-водное отношение растворной смеси и приготовить ее
2. отформовать из растворной смеси образцы в виде балочек стандартных размеров
3. выдержать до испытаний изготовленные образцы цемента в определенных условиях (ГОСТ 310-60)
4. определить предел прочности цемента при изгибе образцов
5. испытать на сжатие половинки цементных балочек.
Определение предела прочности цемента при сжатии
Предел прочности цемента при сжатии определяют на гидравлическом прессе: Половинку балочки, зажатую между пластинками, укладывают в центре нижней опорной плиты гидравлического пресса. Затем опускают верхнюю опорную плиту до соприкосновения с образцами, и к образцу прилагают нагрузку со скоростью 2±0,5 МПа в 1 с, вплоть до полного разрушения образца. Момент разрушения образца и величину давления в Маслопроводе пресса отмечают по отклонению стрелки манометра.
http://vk.com/club23595476 . контакты http://vk.com/club23595476 .
Определение предела прочности цемента при изгибе и сжатии — Мегаобучалка
Марку цемента, или его активность, определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов размерами 40х40х160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции после необходимого срока твердения (для портландцемента, шлакопортландцемента и пуццоланового цемента –28 сут, для быстротвердеющего портландцемента –3 и 28 сут, для глиноземистого –3 сут) в стандартных условиях (ГОСТ 310.4-81).
Для определения прочности цемента при изгибе и сжатии портландцемента непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок форм и поддона слегка смазывают машинным маслом. Стыки наружных стенок друг с другом и с поддоном формы промазывают тонким слоем солидола или другой густой смазки. На собранную форму устанавливают насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой.
Для каждого установленного срока испытаний изготовляют по три образца (одна форма). Для уплотнения раствора форму балочек с насадкой закрепляют в центре виброплощадки, плотно прижимая ее к плите. Допускается устанавливать две формы, симметрично расположенные относительно центра виброплощадки, при условии одновременного их заполнения. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают. Форму снимают с виброплощадки, убирают насадку и избыток раствора удаляют ножом, расположенным под небольшим углом к поверхности укладки, заглаживая, с нажимом раствор вровень с краями формы. Образцы маркируют. Нож предварительно должен быть протерт влажной тканью.
После изготовления образцы в формах хранят (24±1) ч в ванне с гидравлическим затвором или в шкафу, обеспечивающем относительную влажность воздуха не менее 90 %.
По истечении указанного времени хранения образцы осторожно расформовывают и укладывают в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Вода должна покрывать образцы не менее чем на 2 см. Воду меняют через каждые 14 сут. Температура ее при замене должна быть (20±2)°С, как и при хранении образцов. Образцы, имеющие через (24±1) ч прочность, недостаточную для расформовки их без повреждения, допускается вынимать из формы через (48±2) ч, указывая этот срок в тетради.
По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть вытерты.
Определение предела прочности при изгибе. Образец устанавливают на опорные элементы прибора МИИ-100 таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Образцы испытывают в соответствии с инструкцией, приложенной к прибору.
Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение двух наибольших результатов испытания трех образцов.
Определение предела прочности при сжатии.Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочек помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (рис. 5). Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0±0,5) МПа/с. Рекомендуется использовать приспособление, автоматически поддерживающее стандартную скорость нагружения образца.
Рис. 7. Положение образца между нажимными пластинками при испытании на сжатие:
1– нижняя плита пресса; 2 – пластинки; 3 – верхняя плита пресса
Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см2, т. е. на 25 см2). Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших результатов испытания шести образцов.
Марку цемента определяют по таблице 2.
Таблица 2. Прочностные показатели портландцемента и его разновидностей
| Наименование и обозначение вида цемента | Гарантированная марка цемента | Предел прочности, МПа (кгс/см2) | |||
| при изгибе в возрасте, сут | при сжатии в возрасте, сут | ||||
| Портланцемент, портландцемент с минеральными добавками, шлакопортландцемент ПЦ-Д0, ПЦ-Д5, ПЦ-Д20, ШПЦ | — — — — — | 4,4 (45) 5,4 (55) 5,9 (60) 6,1 (62) 6,4 (65) | — — — — — | 29,4 (300) 39,2 (400) 49,0 (500) 53,9 (550) 58,8 (600) | |
| Быстротвердеющий портландцемент ПЦ-Д20-Б | 3,9 (40) 4,4 (45) | 5,4 (55) 5,9 (60) | 24,5 (250) 27,5 (280) | 39,2 (400) 49,0 (500) | |
| Быстротвердеющий шлакопортландцемент ШПЦ-Б | 3,4 (35) | 5,4 (55) | 21,5 (220) | 39,2 (400) |
Контрольные вопросы:
- Что называют портландцементом, и какие компоненты входят в его состав? Какое природное сырье применяется при его изготовлении?
- По каким основным показателям оценивают качество портландцемента?
- Как определяют нормальную густоту цементного теста?
- Как изготавливают образцы для определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии?
- По каким экспериментальным данным устанавливают марку цемента?
Литература:
Основная литература:
1.Байер В.Е. Архитектурное материаловедение, М."Архитектура-С".2007-258с.
2. Жақыпбеков Ш.К.,Ибраимбаева Г.Б.Әрлеу материалдарының технологиясы, КазГАСА 2011.-177с.
3 Микульский В.Г. Строительные материалы.-М:Издательство ассоциации строительных вузов, 2007 -536 с
Дополнительная литература:
1 Г.Б. Ибраимбаева, А.Г. Есельбаева, А.М. Байсариева Строительные материалы. Методическое пособие к выполнению лабораторных работ для специальностей 5В073000 – «ПСМИиК», 5В072900 – «Строительство», 5В042000 – «Архитектура».– Алматы: КазГАСА, 2011. Ч.1. – 64 с.
2. Строительные материалы, оборудование, технологии ХХI века". Информационный научно-технический журнал.-М., 2002-2012 гг.
3. Наназашвили И. Х. Строительные материалы, изделия и конструкции: Справочник. – М.: Высшая школа, 2005. -495 с.
megaobuchalka.ru
Прочность - портландцемент - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Прочность - портландцемент
Cтраница 1
Прочность портландцемента характеризуется его маркой. Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов призм размером 40X40X160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1: 3 при водоцементном отношении В / Ц0 4 и испытанных через 28 сут. [1]
Прочность портландцемента характеризуется его маркой - величиной предела прочности при сжатии ( в кГ / см2) кубиков из цементного раствора 1: 3 ( цемент: песок), испытанных в возрасте 28 дней. [2]
Прочность портландцемента определяется путем испытания цементного раствора с нормальным вельским песком состава 1: 3 по весу. В зависимости от количества добавленной при затворении воды различают жесткие растворы, требующие при изготовлении образцов трамбования ( при давлении 0 1 кг на каждый грамм сухой смеси), и пластичные растворы, укладываемые в формы с легким штыкованием или вибрированием. [3]
Прочность портландцемента характеризуется марками 400, 500, 600, значение которых соответствует величине временного сопротивления сжатию при испытании образца через 28 суток после его изготовления. [4]
Прочность портландцемента зависит: а) от минерального состава клинкера; б) тонкости помола; в) водоцементного отношения; г) времени и условий твердения; д) времени и условий хранения. Влияние минерального состава клинкера на твердение ПЦ иллюстрирует рис. 4, на ко тором показана кинетика набора прочности отдельных минералов. [6]
На прочность портландцемента оказывает влияние минеральный состав портландцементного клинкера. [7]
От нее зависит прочность портландцемента и скорость твердения его. [8]
Скорость твердения и прочность портландцемента зависят от минералогического состава клинкера, дисперсности его, температуры и среды, в которой происходит процесс твердения. [9]
В среднем снижение прочности портландцемента составляет после 3 мес. [10]
Наиболее быстрый рост прочности портландцемента наблюдается в течение первого месяца твердения. В дальнейшем прочность нарастает в значительно замедленном темпе. По опытным данным, прочность портландцементных бетонов в среднем нарастает прямо пропорционально десятичному логарифму числа дней твердения. Эта закономерность справедлива для портланд-цемеитов средних марок, начиная с возраста в 3 дня. [12]
В среднем снижение прочности портландцемента составляет после 3 мес. [13]
Согласно ГОСТ 10178 - 62, прочность портландцемента характеризуют пределами прочности при сж атии и изгибе. Марку цемента устанавливают по пределу прочности при изгибе образцов балочек 40x40X160 мм и при сжатии их половинок, изготовленных из пластического раствора состава 1: 3 ( по массе) и испытанных через 28 суток, образцы в течение этого времени хранят во влажных условиях при температуре 20 ( 3) С. Предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток называется активностью цемента. [15]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Определение марки (активности) цемента - Цемент
Навигация:Главная → Все категории → Цемент
Определение марки (активности) цемента Определение марки (активности) цемента Марку цемента, или его активность, определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов размером 40х40х х 160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции после необходимого срока твердения (для портландцемента, шлакопортландцемента и пуц-цоланового цемента — 28 сут, для быстротвердеющего портландцемента — 3 и 28 сут, для глиноземистого — 3 сут) в стандартных условиях (ГОСТ 310.4-81). Ниже рассмотрена методика определения марки (активности) портландцемента.
При определении марки используют стандартный песок, что позволяет исключить влияние качества песка на прочность испытуемого цемента. Стандартный песок (ГОСТ 6139-91) представляет собой чистый кварцевый песок (содержание Si02 > 98%; потери при прокаливании
Рис. 4.4. Мешалка для цементного раствора: 1 — чаша; 2 — бегунок; 3, 4 — скребки
Приготовление цементного раствора нормальной консистенции.
Для приготовления необходимого количества цементно-песчаного раствора состава 1:3 (по массе) отвешивают 500 г испытуемого цемента и 1500 г стандартного песка и высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью чашу (см. рис. 4.3, а). Цемент с песком перемешивают в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц = 0,4) и дают ей впитаться в течение 0,5 мин, после чего смесь перемешивают вручную в течение 1 мин.
Подготовленный таким образом раствор переносят в предварительно протертую влажной тканью чашу 1 мешалки (рис. 4.4) и перемешивают в ней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши).
Как исключение смесь можно перемешивать вручную не менее 5 мин круглым шпателем в сферической чаше (см. рис. 4.3).
Рис. 4.5. Встряхивающий столик;
По окончании перемешивания определяют консистенцию раствора. Для этого применяют встряхивающий столик (рис. 4.5), представляющий собой металлический диск, покрытый шлифованным стеклом. При вращении кулачка диск с помощью штока, скользящего в направляющих, поднимается на 10 мм, а затем резко падает. Таким образом имитируется виброуплотнение раствора.
На стекло столика ставят коническую форму 5 с загрузочной воронкой. Внутреннюю поверхность конуса и стекло перед укладкой раствора протирают влажной тканью.
Для определения консистенции раствор укладывают в форму-конус в два приема (слоями равной толщины). Каждый слой уплотняют штыковкой из нержавеющей стали диаметром 20 мм, массой (350 ±20) г. Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний — 10 раз. Штыкование ведут от периферии к центру, придерживая форму рукой. Далее снимают загрузочную воронку, излишек раствора срезают ножом и осторожно снимают форму-конус.
Полученный конус цементного раствора встряхивают на столике 30 раз в течение (30 ± 5) с. Затем штангенциркулем или металлической линейкой измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.
Консистенция раствора считается нормальной, если расплыв конуса составляет 106…115 мм. Если расплыв конуса менее 106 мм или раствор при встряхивании рассыпается, приготовляют новую порцию раствора, увеличивая количество воды до получения расплыва конуса Ю6…115мм. Если расплыв конуса более 115 мм, то испытание повторяют с меньшим количеством воды, добиваясь расплыва 106…115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106…115мм, принимают для проведения дальнейших испытаний. Погрешность определения В/Ц не более 0,01.
Рис. 4.6. Форма для образцов-балочек (с) и насадка к ней (б)
Изготовление образцов. Разъемные формы, в которых изготовляют образцы, рассчитаны на три образца (рис. 4.6, а). Детали форм выполнены из стали или чугуна с твердостью по Бри-неллю не менее НВ140. Продольные и поперечные стенки форм, скрепляемые зажимным винтом, отшлифованы и плотно прилегают к отшлифованной поверхности поддона.
Перед заполнением формы растворной смесью ее внутренние поверхности слегка протирают машинным маслом, а стыки наружных стенок с поддоном и одна с другой смазывают техническим вазелином. На форму устанавливают металлическую насадку (рис. 4.6, б), облегчающую укладку раствора. После этого форму жестко закрепляют в центре виброплощадки.
Виброплощадка (рис. 4.7) состоит из станины, к которой пружинами прикреплена рама с установленной на ней площадкой. Колебательные движения площадки создает прикрепленный к ней электродвигатель, на валу которого находится дебаланс (эксцентрично закреплен груз).
Форму заполняют приблизительно на 1 см раствором и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. По истечении 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают и снимают с нее форму. Далее смоченным водой ножом срезают излишек раствора, заглаживают поверхность образцов и маркируют их.
Образцы в формах хранят (24 ± 2) ч на столике 3 в ванне с гидравлическим затвором (рис. 4.8). Затем образцы осторожно расформовывают и укладывают в горизонтальном положении в ванну с водой так, чтобы они не соприкасались один с другим. Воду, которая должна покрывать образцы не менее чем на 2 см, меняют через каждые 14 сут. Температура воды весь срок хранения должна быть (20 ± 2) °С.
Рис. 4.7. Лабораторная виброплощадка:1 – станина; 2 – электродвига тель; 3 – площадка; 4 — рама; 5 -пружины
Рис. 4.8. Ванна с гидравлическим затвором: 1— ванна; 2 — герметичная крышка; 3 — столик
Рис. 4.9. Схема расположения образцов-балочек на опорных элементах
Образцы, прочность которых через 24 ч недостаточна для расформовывания их без повреждений, допускается вынимать из форм через 48 ч с отметкой об этом в рабочем журнале.
По истечении срока хранения образцы извлекают из воды и не позднее чем через 1 ч подвергают испытанию.
Непосредственно перед испытанием образцы-балочки насухо вытирают и испытывают на изгиб, а затем каждую из полученных половинок балочки — на сжатие.
При испытании глиноземистого цемента образцы в форме хранят первые 6 ч в ванне с гидравлическим затвором, а затем в воде комнатной температуры. Через (24 ± 2) ч с момента изготовления образцы вынимают из формы и часть их испытывают, а оставшиеся хранят в воде до последующих испытаний через 3 сут.
Определение предела прочности при изгибе. Это испытание производят на машинах (п. 3.9), обеспечивающих нарастание нагрузки в среднем (50±10)Н в секунду. Образец устанавливают на опорные элементы машины таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовлении грани находились в машине в вертикальном положении (рис. 4.9). Испытание образцов и расчет предела прочности при изгибе выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к испытательной машине. Предел прочности при изгибе испытуемого цемента вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших значений результатов испытания трех образцов.
Определение предела прочности при сжатии. Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие на прессах с предельной нагрузкой 200…500 кН.
Рис. 4.10. Испытание половинок балочек на сжатие:а — пластинки; б — схема испытания; 1 — пластинки; 2, 4 — плиты пресса; 3 – образец (балочка)
Для того, чтобы результаты испытаний половинок балочек были сопоставимы, несмотря на разный размер, используют металлические пластинки (рис. 4.10, а), через которые нагрузка от плит пресса передается на образец. Пластинки, изготовляемые из нержавеющей стали, имеют плоскую полированную поверхность; площадь поверхности пластинки, соприкасающейся с образцом, равна 25 см2.
Половинку балочки помещают между двумя пластинками (рис. 4.10, б) 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 грани образца. Образец вместе с пластинками центрируют на опорной плите 4 пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки на образец при испытании должна составлять (5± 1,25) кН в секунду.
Предел прочности при сжатии цемента вычисляют по результатам шести испытаний как среднее арифметическое четырех наибольших результатов.Полученное таким образом значение называют активностью цемента.
Определение марки цемента. Марку цемента находят по результатам определения пределов прочности цемента при сжатии и изгибе, сравнивая эти результаты с требованиями ГОСТа на соответствующий цемент.
Определение прочности цемента при пропаривании.
Бетонные и железобетонные изделия изготовляют, ускоряя твердение бетона с помощью его тепловлажностной обработки (пропари-вания). Поэтому ГОСТ 10178-85 предусматривает определение прочности цемента при пропаривании. Образцы для этого испытания готовят так же, как и для стандартных определений, но их твердение протекает по специальному режиму. Формы с образцами для твердения помещают в пропарочную камеру при температуре (20±3)°С при отключенном подогреве на (120 ± +10) мин.
Похожие статьи:Равномерность изменения объема цемента
Навигация:Главная → Все категории → Цемент
Статьи по теме:
Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум
stroy-spravka.ru
Определение марки цемента по пределу прочности при изгибе и сжатии (ГОСТ 310.4–81)
Поиск ЛекцийМарку цемента определяют по результатам испытаний образцов–балочек размером 40´ 40´ 160 мм на изгиб и их половинок на сжатие по схемам, приведенным на рис. 11 и 12. Предел прочности образцов на сжатие в возрасте 28 сут называют активностью.
По механической прочности портландцементы подразделяются на марки 300, 400, 500, 550, 600, каждой из которых соответствует предел прочности при изгибе и сжатии образцов в возрасте 28 сут, приведенных в табл. 8. Для быстротвердеющих портландцемента и шлакопортландцемента, кроме того, нормируется предел прочности в возрасте 3 сут.
Таблица 8
Марки портландцемента
| Гарантированная марка цемента | Предел прочности в возрасте 28 сут, МПа, не менее | |
| при изгибе | при сжатии | |
| 4,4 | 29.4 | |
| 5,4 | 39,2 | |
| 5,9 | 49,0 | |
| 6,1 | 53,9 | |
| 6,4 | 58,8 |
Примечание: Марка цемента 300 приведена для шлакопортландцемента
Оборудование и материалы:проба цемента; вода; нормальный песок; технические весы; чаша сферическая для затворения; стандартная лопатка; лабораторная мешалка; встряхивающий столик; форма конуса; металлическая штыковка; комплект форм–балочек с насадкой; виброплощадка; ванна с гидравлическим затвором; ванна для хранения балочек; нож; машинное масло; секундомер: испытательная машина МИИ–100; нажимные пластинки; гидравлический пресс Р = 500 кН.
Рис. 11. Схема испытания цементных образцов на изгиб: 1 – опора; 2 – нагружающий валик; 3 – образец–балочка
Рис. 12. Расположение нажимных металлических пластинок при испытании половинок балочек на сжатие
Подготовка к испытаниям. Отвешивают 500 г цемента и 1500 г нормального песка и насухо перемешивают в течение 1 мин в стальной сферической чашке. Затем в центре смеси делают углубление, вливают 200 г воды, что соответствует водоцементному отношению, равному 0,4, и снова перемешивают в течение 1 мин. Растворную смесь помещают в лабораторную мешалку (рис. 13) и перемешивают 2,5 мин двадцатью оборотами мешалки, после чего проверяют консистенцию при помощи встряхивающего столика и формы–конуса (рис. 14). Для этого форму–конус устанавливают в центре диска на стекло, предварительно увлажнив, и заполняют растворной смесью в два слоя. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (рис. 15): нижний – 15, верхний – 10 раз. Затем излишек раствора срезают и форму–конус снимают. Вращая рукоятку, встряхивают диск с находящимся на нем раствором 30 раз в течение 30 с и потом замеряют величину расплыва конуса во взаимно перпендикулярных направлениях. Консистенция раствора считается нормальной при расплыве конуса в интервале 106…115 мм. Если расплыв получается большим или меньшим, то делают новые замесы с соответственно меньшим или большим количеством воды. Водопотребность растворной смеси выражается в виде водоцементного отношения.
Рис. 13. Лабораторная мешалка: 1 – станина; 2 – смесительная чаша; 3 – ось чаши; 4 – откидная траверса; 5 – валик для перемешивания раствора
Рис. 14. Встряхивающий столик и форма–конус: 1 – чугунная станина; 2 – кулачок; 3 – ось с горизонтальным диском; 4 – стекло; 5 – форма
Рис. 15. Металлическая штыковка: 1 – стержень; 2 – ручка
Из приготовленного цементного раствора на каждый срок испытания изготавливают три образца–балочки. Их формуют в трехгнездных формах (рис. 16). На формы надевают насадки, смазывают машинным маслом, ставят на стандартную виброплощадку (рис. 18) и прочно закрепляют. Виброплощадка создает вертикальные колебания амплитудой 0,35 мм и частотой 2800…3000 колебаний в минуту. Приготовленный раствор вкладывают в гнезда формы высотой 1 см и включают виброплощадку. В течение 2 мин равномерными порциями заполняют гнезда раствором. Общее время вибрации должно быть 3 мин. Затем снимают с формы насадку, а излишки раствора срезают ножом, смоченным в воде.
Рис. 16. Металлическая разъемная форма для балочек (а) и насадка
к ней (б): 1 – зажимный винт; 2 – поддон; 3 – боковые стенки;
4 – торцевые стенки
Рис. 17. Испытательная машина МИИ–100: 1 – шкала; 2 – стрелка; 3 – шайба; 4 – прорезь; 5 – груз; 6 – рукоятка управления; 7 – счетчик; 8 – амортизатор; 9 – коромысло; 10 – валик; 11 – образец–балочка; 12 – маховичок; 13 – опоры
Образцы в формах хранят в ванне с гидравлическим затвором в течение 24±2 ч, после чего расформовывают и укладывают горизонтально в ванне с водой так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Температура воды должна быть 20±2°С. Воду меняют через 14 сут.
Испытания проводят через 28 сут с момента изготовления образцов, вначале на изгиб на испытательной машине МИИ–100 (рис. 17), а половинки – на сжатие на гидравлическом прессе (рис. 19). Перед испытанием образцы вытирают насухо.
Рис. 18. Лабораторная виброплощадка: 1 – станина; 2 – электродвигатель с неуравновешенным грузом; 3 – площадка; 4 – рама; 5 – пружина
Рис. 19. Схема гидравлического пресса: 1 – чугунная станина; 2 – нижняя опора; 3 – стальные колонны; 4 – верхняя опорная плита; 5 – траверса; 6 – электродвигатель; 7 – пульт управления; 8 – маслопроводы
Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших результатов для трех образцов.
Половинки балочек испытывают на сжатие, для чего применяют стальные пластинки размером 40´ 62,5 мм площадью 25 см2 (рис. 20). Каждый образец помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы вертикальные плоскости находились между пластинками. Затем образец сжимают со скоростью 2±0,5 МПа в секунду.
Рис. 20. Стальные пластинки для испытания на сжатие половинок–образцов
Обработка результатов. Предел прочности при сжатии вычисляют по формуле
Rсж= P/F, (7)
где Rсж – предел прочности при сжатии, МПа; Р – разрушающая нагрузка, Н; F – площадь образца, мм2.
Средний предел прочности вычисляют с точностью до 0,1 МПа как среднее арифметическое значение из четырех наибольших результатов для шести образцов половинок балочек. Полученные данные предела прочности при изгибе и сжатии сравнивают с требованиями ГОСТ 10178–85* и определяют марку цемента. Допускается отклонение прочности образцов 28 – суточного возраста до 5% ниже марочной прочности.
Результаты испытаний записывают по нижеследующей форме и табл. 9 и 10.
Таблица 9
poisk-ru.ru
6.9.4 влияние домола цемента на прочностные характеристики бетонов.
6.9.4 Влияние домола цемента на прочностные характеристики бетонов.
В процессе всего развития цементной промышленности на протяжении многих десятилетий качество цемента повышалось за счет улучшения его минералогического состава, усовершенствования обжига клинкера и увеличения тонкости помола цемента.
Для выпуска изделий с повышенными требованиями к срокам твердения бетонных и железобетонных изделий, таких как производство пенобетона, элементов мощения, малых архитектурных форм, производство бетонных изделий по так называемой беспропарочной технологии крайне необходимы тонкомолотые цементы.
Одним из направлений получения быстротвердеющих и особобыстротвердеющих цементов - это увеличение удельной поверхности рядовых цементов, путем их домола на местах, в шаровых и вибромельницах.
Многочисленные исследования показывают, что наряду с общим увеличением тонины помола, обязательно следует регулировать и зерновой состав цементов. Оптимальной степени дисперсности цемента, обеспечивающей быстрое нарастание прочности в возрасте 1 – 3 суток и равномерное твердение бетона в последующем, отвечает следующий зерновой состав:
- мельче 5 мк - 25%
- от 5 до 40 мк - 10 – 15%
- свыше 40 мк - остальное
При таком зерновом составе цемента его удельная поверхность (по Товарову) будет составлять около 4500 – 5000 см2/г. Дальнейшее повышение содержания в портландцементе зерен меньше 5 мк может неблагоприятно отражаться на некоторых свойствах бетона. Количество фракции свыше 40 мк крайне необходимой для обеспечения длительной прочности и бетона, в некоторых технологиях, в частности в производстве пенобетона, можно безболезненно уменьшить в пользу размерности 5 – 40 мк. Чтобы при этом не произошло излишнего переизмельчения цемента и переобогащение его ультрамелкими фракциями, следует применять интенсификаторы помола способные влиять на гранулометрию (типа специально модифицированного “помольного” лигносульфоната – ЛСТМ-2)
В случае необходимости домола на строительных площадках и на заводах сборного железобетона – т.е. в местах непосредственного использования цемента, следует применять гораздо более эффективную схему помола в водной среде сразу в присутствии применяемых модификаторов для бетона. Эта схема не только менее энергоемка, но и позволяет значительно экономить химические модификаторы, а в некоторых случаях, при использовании помольных агрегатов, по своей энерговооруженности способных к механохимической модификации цементов, и получать новые эффективные вяжущие, с космическими, по сравнению с обычным цементом, характеристиками – т.н. ВНВ (вяжущие низкой водопотребности) и “глубокогидратированные” цементы.
Активизация цемента его мокрым домолом в вибромельницах достаточно полно и всеобъемлюще было изучено в 50 - 60-х годах. Огромная популярность вибродомола в то время была связана и с дефицитностью цемента вообще, а его высокомарочных модификаций, так в особенности. Вибромельницу или даже вибропомольный участок почитал за честь иметь каждый уважающий себя колхоз. Благо конструкция вибромельницы простая как табуретка и доступная к изготовлению в каждой мало-мальски оборудованной мастерской.
Индустриализация строительства перевела и производство стройматериалов на индустриальную основу. Мелкие вибропомольные установки уже стали не способны на равных тягаться с циклопичными, но очень экономичными, заводскими помольными агрегатами. Проблему усугубляло и колхозно-крестьянское мышление многих пользователей вибропомольных установок – установили по принципу - “шоб було”, а когда начали считать деньги, оказалось, что дорогой, но высокомарочный цемент с блестящими характеристиками по кинетике набора прочности просто не нужен в обычном строительстве. Можно сказать, что в то время строительная индустрия еще попросту не готова была достаточно эффективно распорядиться столь качественным цементом.
Производство пенобетонов немыслимо без качественных и высокомарочных цементов с “крутой” кинетикой набора прочности. Надежды на крупные цементные комбинаты так и останутся радужными надеждами пенобетонщиков – уж слишком мелок и привередлив потребитель для индустриальных гигантов. Никогда в жизни они не станут выпускать тонкомолотые цементы. Крупные партии тонкомолотых цементов все равно потеряют активность при транспортировке и хранении, а использование их в технологии тяжелых бетонов чревато потерей их долговечности. А мелкие партии выпускать просто экономически невыгодно. Выход видится в организации домола цементов на местах. Особенно это касается таких критичных к качеству цементов технологий, как пенобетонная. Влияние домола цементов отражено в Таблице 694-1
Таблица 694-1
Влияние удельной поверхности цемента на прочность раствора при нормальных условиях твердения.
| Удельная поверхность в см2/г (по Товарову) | Прочность на сжатие в % от не домолотого цемента, через сутки | ||
| 1 сутки | 3 суток | 28 суток | |
| без домола | 100 | 100 | 100 |
| домол до 3500 см2/г | 225 | 225 | 190 |
| домол до 4000 см2/г | 283 | 250 | 200 |
| домол до 4500 см2/г | 300 | 267 | 205 |
| домол до 5000 см2/г | 333 | 275 | 214 |
| домол до 6000 см2/г | 367 | 300 | 218 |
| домол до 7000 см2/г | 383 | 308 | 223 |
| домол до 8000 см2/г | 416 | 317 | 227 |
Примечание: Для приготовления испытательного раствора 1:3 с В/Ц=0.5 использовался цемент Николаевского завода.
Как видно из этих и множества аналогичных данных наибольший прирост во все сроки получается при домоле в течении первых 10 – 15 минут. Удельная поверхность за этот период увеличивается примерно на 1000 единиц. Увеличивая удельную поверхность, домол в этом случае восстанавливает активность цемента, частично утраченную за счет гидратации, карбонизации и комкования во время хранения и транспортирования. Дальнейшее увеличение удельной поверхности при домоле не дает такого значительного увеличения его активности, поэтому экономически не целесообразно.
Исследование зернового состава цементов, подвергнутых мокрому домолу в течении 10 минут, показало, что даже за столь короткий период содержание частиц размером до 10 мк увеличивается от 22 – 24 (в исходном цементе) до 50 – 55%. Скорость гидратации такого цемента, определяемая по количеству связанной воды, значительно увеличивается. Таким образом, домол цементов является очень эффективным средством ускорения его твердения. Он обеспечивает быстрое растворение минералов цементного клинкера и пересыщение раствора и увеличивает число центров кристаллизации в твердеющем цементном камне.
Еще более эффективен мокрый домол цементов с одновременным введением добавки ускорителя схватывания и твердения. Эффект от подобного введения хлористого кальция, например, отражен в Таблице 694-2
Таблица 694-2
Прочность бетона на портландцементах мокрого домола с одновременной добавкой хлористого кальция.
(при нормальных условиях твердения)
| Тип портландцемента | Добавка CaCl2 в % от веса цемента | В/Ц | Жесткость смеси в сек | Предел прочности при сжатии в возрасте (суток) | |||||
| 1 сутки | 2 суток | 28 суток | |||||||
| кг/см2 | в % от марочной без CaCl2 | кг/см2 | в % от марочной без CaCl2 | кг/см2 | в % от марочной без CaCl2 | ||||
| Высокоалюминатный ПЦ-400 таузского завода C3S – ??? C2S - ??? C3A - 9% C4AF – ??? | 0 (простой домол в воде) | 0.35 | 50 | 351 | 51 | 503 | 72 | 694 | 100 |
| 2 | 0.35 | 40 | 407 | 59 | 548 | 79 | 752 | 109 | |
| низкоалюминатный ПЦ-400 завода “Комсомолец” C3S - 62.7% C2S - 16.4% C3A - 3.4% C4AF – 16.2% | 0 (простой домол в воде) | 0.33 | 45 | 206 | 38 | 414 | 76 | 542 | 100 |
| 2 | 0.33 | 35 | 364 | 67 | 501 | 92 | 651 | 120 | |
| 2 | 0.36 | 15 | 295 | 54 | 425 | 78 | 540 | 100 | |
Анализ таблицы 694-2 показывает, что домолотые в водной среде с добавками ускорителей высокоалюминатные цементы позволяют уже в первые сутки получить марочную прочность, а к 28-ми суткам значительно её превысить.
Применение бетонных смесей с малым В/Ц, использование быстротвердеющих цементов, домолотых цементов, а также применение ускорителей дают возможность в ряде случаев полностью отказаться от тепловой обработки бетонных изделий вообще. При этом все же нужно учитывать, что на интенсивность нарастания прочности быстротвердеющих бетонов на портландцементах с различным содержанием трехкальциевого алюмината и гипса существенно влияет и температура окружающей среды. С её понижением против нормальной на 2 – 12оС резко замедляется рост прочности бетона. Особенно в первые сутки твердения. В этой связи, для получения быстротвердеющих бетонов и в особенности пенобетонов, следует всячески стараться выдерживать изделия при температуре не ниже +20оС. А если, в силу погодных обстоятельств, пенобетон вызревает при пониженных температурах, можно воспользоваться простой зависимостью. В очень упрощенном виде она гласит: - Если принять суточную, к примеру, прочность бетона твердевшего при температуре +20оС за 100%, каждый градус ниже этой цифры дает снижение суточной прочности на 5%. Иными словами при температуре +10оС мы получим только половину суточной прочности достижимой при +20оС.
refdb.ru
