Материал: Материаловедение. лабораторный практикум. Черкасов С.В., Адоньева Л.Н
7.3.4. Определение сроков схватывания цементного теста
Определение производят с помощью прибора Вика (рис. 22).
|
Приготовление теста нормальной густоты производят так же, |
как и при |
||||||||||||
непосредственном |
его определении. Иглу прибора доводят до соприкоснове- |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ния с поверхностью |
цементного |
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
теста нормальной густоты, уло- |
||||
|
|
|
|
|
|
Рис. 22. Определение сроков схва- |
женного в кольцо. Стержень за- |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
тывания цементного теста: |
крепляют стопором, затем его ос- |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
1 |
– кольцо с тестом; |
вобождают, давая свободно по- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
2 |
– штатив; 3 – шкала; |
гружаться в тесто. Масса стержня с |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
иглой составляет 300 |
г. Иглу по- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
6 |
4 |
– стрелка; |
|||||||
2 |
|
|
|
|
гружают в тесто каждые |
5 мин |
||||||||
|
||||||||||||||
|
|
|
|
7 |
5 |
– стопорный винт; |
||||||||
|
|
|
|
|
до начала схватывания и через ка- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
1 |
6 |
– стержень; 7 – игла. |
ждые 25 мин в последующем. Пе- |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ред каждым погружением передви- |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
гают кольцо и протирают иглу. |
||
Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала приливания воды до момента, когда игла не доходит до пластинки на 1...2 мм. Концом схватывания считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1...2 мм.
Для большинства цементов на основе портландцементного клинкера (кроме быстротвердеющего) начало схватывания наступает не ранее чем через 45 мин, а конец схватывания - не позднее 10 ч.
7.3.5. Определение равномерности изменения объема цемента
Для испытания предварительно готовят тесто нормальной густоты, из ко-
торого отбирают две навески массой 75 г каждая. Делают вручную два шарика |
||
|
|
и помещают их на стеклянную пластинку, предва- |
|
|
рительно смазанную машинным маслом. Пластин- |
|
|
|
|
|
кой постукивают о твердое основание до образова- |
|
|
|
|
|
ния из шариков лепешек диаметром 7...8 см и тол- |
|
|
щиной посередине около 1 см. Лепешки заглажи- |
|
Рис. 23. Определение |
вают смоченным водой ножом от наружных краев к |
|
центру до образования острых краев и гладкой за- |
|
|
равномерности изменения |
|
|
объема цемента |
кругленной поверхности. |
Приготовленные лепешки хранят 24 ч с момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором, а затем подвергают кипячению. Для этого лепешки помещают в бачок с водой на решетку (рис. 23). Воду в бачке доводят до кипения, которое поддерживают в течение 3 ч, после чего лепешки в воде охлаждают и сразу производят их внешний осмотр.
56
Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объема, если на лицевой стороне лепешки не обнаружено радиальных, не доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объема лепешек. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки. При этом обнаруженные искривления не должны превышать 2 мм на краю или в середине лепешки. Допускается в первые сутки после испытаний появление трещин усыхания, не доходящих до краев лепешки, при условии сохранения звонкого звука при постукивании лепешек одна о другую.
Неравномерность изменения объема цемента вызывается присутствием в нем свободных СаО и МgО в количестве, превышающем 1,5...2 % в клинкере, а также присутствием в клинкере медленно гасящейся части - периклаза. Это приводит к увеличению объема уже затвердевшего цементного камня, неравномерности деформаций и образованию трещин в твердеющих растворах и бетонах.
7.3.6. Определение марки цемента
Марка цемента – величина, устанавливаемая по пределу прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек размером 4×4×16 с м, изготовленных из цементно-песчаного раствора по специальному рецепту. Марка цемента зависит от минералогического состава клинкера, тонкости его помола.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Для проведения испытания отвешивают 500 г це- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
мента и 1500 г вольского кварцевого песка (песка оп- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ределенного зернового состава). Материалы высыпают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
в сферическую чашу и перемешивают круглой лопат- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кой в течение 1 мин. Затем в центр смеси выливают |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
200 мл воды из расчета В/Ц = 0,4. После впитывания |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воды смесь перемешивают 1 мин. Дальнейшее переме- |
|
|
|
шивание смеси производят в лабораторной мешалке в |
||||||
|
|
Рис. 24. Определение |
|||||||
|
|
консистенции |
течение 2,5 мин. Готовую смесь укладывают в сфериче- |
||||||
|
|
растворной смеси |
скую чашу, после чего определяют ее консистенцию на |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
встряхивающем столике (рис. 24). Для этого форму- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
конус на половину высоты заполняют раствором и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Далее конус заполняют с некоторым избытком и штыкуют еще 10 раз. Поверхность раствора выравнивают вровень с краями конуса металлической линейкой, после чего форму-конус поднимают вертикально вверх. Оставшийся растворный конус встряхивают 30 раз в течение 30 с. Диаметр основания растворного конуса после встряхивания измеряют в двух взаимно перпендикулярных направлениях и определяют среднее значение. Если расплыв конуса находится в пределах 106…115 мм, то раствор имеет нормальную
57
консистенцию. Если расплыв конуса менее 106 мм, количество воды увеличивают для получения расплыва 106-108 мм. При расплыве конуса больше 115 мм количество воды уменьшают для получения расплыва 113…115 мм.
Из раствора нормальной консистенции изготовляют три образца-балочки
размером 4×4×16 см. Перед укладкой раствора форму с насадкой закрепляют в |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
центре лабораторной виброплощадки (рис. 25). Форму по |
3 |
|
|
2 |
|
|
||
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
1 высоте наполняют приблизительно на 1 см раствором и |
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
включают виброплощадку. В течение первых 2 мин виб- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 25. |
|
|
|
рации все три гнезда равномерно заполняют раствором. |
|
|
|
|
|
|
После 3-х мин вибрации отключают виброплощадку, |
||
|
Виброуплотнение |
||||||
|
снимают насадку, удаляют излишки раствора, заглажи- |
||||||
|
образцов: |
|
|
|
|||
|
|
|
|
вают поверхность образцов и маркируют их. |
|||
1 – виброплощадка; |
|||||||
2 – форма со смесью; |
Затем форму с образцами помещают в ванну с гид- |
||||||
3 – насадка |
|
|
|
||||
|
|
|
равлическим затвором, обеспечивающую нормальные |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
условия хранения (температура воздуха t = 20 ± 2°С, |
влажность воздухаφ =95 …100 %).Через 24 ч образцы распалубливают и п о- мещают в ванну с питьевой водой (t = 20 ± 2°С),где они находятся еще 27 сут.
В возрасте 28 сут. с момента изготовления образцы вынимают из воды и подвергают испытанию на изгиб и сжатие.
Предел прочности при изгибе определяют на приборе МИИ-100. Причем из 3-х результатов испытаний наименьшее значение отбрасывают и вычисля-
Рис. 26. Схема
испытания на сжатие:
1– верхняя плита пресса;
2– пластинки;
3– половинка образца;
4– нижняя плита пресса
ют среднее арифметическое значение по 2-м оставшимся. Затем на гидравлическом прессе испытывают на сжатие 6 половинок-балочек (рис. 26). Испытание проводят с помощью 2-х металлических пластин, обеспечивающих опорную площадь 25 см2. Для каждого образца вычисляют предел прочности при сжатии по формуле:
R |
= |
Р |
, МПа , |
(53) |
|
F |
|||||
сж |
|
|
|
||
где Р - разрушающая сила, Н (кгс); |
|
||||
F - площадь стальной пластинки, (25 см2 ).
Среднее арифметическое значение предела прочности при сжатии вычисляют по 4-м на и- большим показателям из 6-ти.
Результаты испытаний заносят в табл. 33.
58
|
|
|
|
|
|
Таблица 33 |
|
|
|
Результаты механических испытаний |
|||||
|
|
|
Вид испытания |
|
|
||
Растяжение при изгибе |
|
Сжатие |
|||||
Номер |
Предел прочности |
Номер |
Разру- |
Предел прочности |
|||
образца |
при изгибе |
образца |
шающая |
при сжатии |
|||
|
Отдельного |
|
Среднее |
|
сила, |
Отдельного |
Среднее |
|
образца, МПа |
|
значение |
|
Н (кгс); |
образца, МПа |
значение |
Затем с помощью табл. 30 устанавливают марку цемента.
7.3.7. Определение вида цемента
Определение вида цемента производят по следующим признакам: цвету, нормальной густоте, истинной и насыпной плотности, запаху при смешивании с водой, химическому составу и другим признакам.
Основные признаки для определения вида цемента представлены в табл. 34.
Таблица 34 Основные характеристики цементов различных видов
Вид цемента |
Истинная |
Насыпная |
Нормальная |
Цвет |
|
|
плотность, |
плотность |
густота |
|
|
|
г/см3 |
в рыхлом |
цементного |
|
|
|
|
состоянии, |
теста, % |
|
|
|
|
г/см3 |
|
|
|
Портландцемент |
3,0…3,2 |
0,9…1,3 |
22…28 |
Серо-зеленый |
|
Портландцемент с ми- |
3,0…3,1 |
1,0…1,2 |
23…27 |
То же |
|
неральными добавками |
|
|
|
|
|
Пуццолановый |
2,7…2,9 |
0,9…1,0 |
32…36 |
Светло-серый, |
|
портландцемент |
|
|
|
желтоватый, |
|
|
|
|
|
без запаха |
|
Шлакопортландцемент |
2,8…3,0 |
1,0…1,3 |
28…30 |
Сероватый |
|
|
|
|
|
с голубым от- |
|
|
|
|
|
тенком, |
запах |
|
|
|
|
сероводорода |
|
Алюминатовый |
2,6…3,0 |
0,8…1,0 |
22…28 |
Темно-серый, |
|
|
|
|
|
коричневый |
|
Глиноземистый |
3,1…3,3 |
1,0…1,3 |
31…33 |
Серый |
или |
|
|
|
|
коричневый, |
|
|
|
|
|
без запаха |
|
Известково- |
2,2…2,8 |
0,6…0,8 |
30…60 |
Светло-серый |
|
пуццолановый |
|
|
|
|
|
59
Приборы, инструменты, материалы: объемомер по ГОСТ 310.2; пикнометр по ГОСТ 6427; стеклянный сосуд по ГОСТ 310.2; термометр ртутный с диапазоном измерений температур 10-30°С; штатив; воронка: весы технические по ГОСТ 16474; разновесы; сито с сеткой № 008 по ГОСТ 3584; прибор для просеивания цемента; весы торговые по ГОСТ 16474; прибор Вика с иглой и пестиком по ГОСТ 310.3; кольцо к прибору Вика; мешалка для приготовления цементного теста по ГОСТ 310.3; металлическая чашка со сферическим дном по ГОСТ 310.3; секундомер; нож; ванна с гидравлическим затвором; мешалка бегунковая по ГОСТ 310.4; встряхивающий столик по ГОСТ 310.4; формаконус по ГОСТ 31074; штыковка; формы для приготовления образцов-балочек по ГОСТ 310-4; вибрационная лабораторная площадка по ГОСТ 310.4; прибор МИИ-100; гидравлический пресс по ГОСТ 8905; пластинки для передачи нагрузки; обезвоженный керосин; пробы цемента; дистиллированная вода; песок кварцевый, нормальный по ГОСТ 6139; штангенциркуль по ГОСТ 166.
Аттестационные вопросы
1.Что представляет собой цемент?
2.Какие виды цементов наиболее широко применяются в строительстве?
1.Какие свойства цемента определяют при его испытании ?
2.Как определяют истинную плотность цемента?
3.Как определяют тонкость помола цемента и на какие его свойства она оказывает влияние?
4.Что такое нормальная густота цементного теста и как ее определяют?
5.Как определяются сроки схватывания цементного теста?
6.Что такое равномерность изменения объема цемента, от чего она зависит и как производят ее определение?
7.Какова методика определения марки цемента?
8.По каким показателям определяют вид цемента?
Литература: [ 1, 2, 3, 4, 5, 10, 11 ].
60