Tomsk-kuhnja.ru

Кухни Томска
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Определение марки портландцемента

Определение марки портландцемента

Марку портландцемента определяют по прочности стандартных образцов.

Прочность портландцемента зависит от многих фак­торов: вида портландцемента, степени его измельчения, водоцементного отношения, сроков и условий твердения и др. Для портландцемента установлен стандартный ме­тод испытания на прочность, в которых нормированы форма и размеры образцов, состав и консистенция сме­си для их приготовления, условия изготовления и хране­ния образцов, сроки и условия испытаний и т. д.

В исследовательских работах, а также для оператив­ного контроля применяют и нестандартные методы опре­деления прочности. Особого внимания заслуживают так называемые неразрушающие методы, при которых проч­ность портландцемента характеризуется косвенными показателя­ми, определяемыми без разрушения образцов.

Поэтому целью данной работы является рассмотрение всех методов определения марки портландцемента, и исследовать возможность использования, в стандартном методе, песка фракции 0,315 мм, вместо фракции 0,5 мм, в связи с малым содержанием данной фракции в Якутском речном песке.

Данная работа состоит из двух глав. В первой главе описаны методы определения марки портландцемента: стандартные, ускоренные и неразрушающие.

Во второй главе описана возможность применения в стандартном методе песка фракции 0,315.

1 Методы определения марки портландцемента

1.1 Стандартные методы определения прочности портландцемента

Марку портландцемента определяют по прочности стандартных образцов.

Прочность портландцемента принято характеризо­вать предельным напряжением, приходящимся на едини­цу площади первоначального сечения образца из це­ментного камня или раствора и вызывающим его разру­шение. В зависимости от прилагаемых при этом внешних усилий, вызывающих соответствующее напряжение в образцах, различают прочность портландцемента при сжатии, растяжении, изгибе и т. д.

Механические испытания портландцемента производят в образцах из вибрированных растворов пластичной консистенции.

По ГОСТ 310—60 цементы испытывают на сжатие и изгиб. Для испытаний изготовляют образцы в виде призм размером 40X40X160 мм из раствора состава 1:3 по массе с нормальным песком.

Для изготовления образцов необходимо применять цементы с температурой в пределах 20±3°. Использо­вать холодные или горячие цементы недопустимо.

Нормальный кварцевый песок (ГОСТ 6139—70) должен удовлетворять следующим техниче­ским условиям: содержать двуокиси кремния (SiO2) не менее 96%, глинистых, илистых и пылевидных примесей не более 1% и п.п.п. не выше 0,3%. При просеивании песка остаток на сите 09 должен составлять не более 3%, а через сито 05 должно проходить не более 8% взя­той навески.

Для изготовления образцов смешивают вручную в те­чение 1 мин в сферической чаше 500 г цемента и 1500 г песка, затем вливают в смесь 200 г воды (В/Ц=0,4) и перемешивают 1 мин.

По ГОСТ 10178—62* портландцемент и его разно­видности (шлаковый, пуццолановый и сульфатостойкий) испытывают через 28 сут. твердения; быстротвердеющие портландцемент и шлаковый портландцемент — через 3 сут твердения. Первоначально определяют прочность образцов на изгиб, а затем их половинок — на сжатие.

Предел прочности при изгибе балочек на машине МИИ-100 фиксируется счетчиком. Наибольшая разрыв­ная нагрузка на ней соответствует пределу прочности при изгибе 12 МПа. Погрешность показаний в диапазоне 2—10 МПа — не более 1%. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое из двух наиболь­ших результатов испытаний трех образцов.

Полученные после испытаний на изгиб шесть полови­нок балочек сразу же испытывают на сжатие.

Предел прочности исследуемого цемента при сжатии вычисляют как среднее арифметическое из четырех наи­больших результатов, полученных при испытании шести образцов.

1.2 УСКОРЕННЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТОВ

Для получения основной характеристики портландцемента — их активности стандартные испытания предусматривают длительное, 28-суточное выдерживание образцов в нормальных усло­виях. Между тем на цементных заводах и особенно на заводах железобетонных изделий часто возникает необ­ходимость ускоренного определения активности и марки портландцемента.

Метод пропаривания: сущность его заключается в том, что вместо длительного хранения образцов при комнатной температуре преду­сматривается применение той или иной тепло влажностной обработки и установление переходных коэффициен­тов от результатов испытаний после этой обработки к стандартным испытаниям. Однако из-за многообразия факторов, влияющих на кинетику нарастания прочности разных цементов при тепловой обработке, все известные методы ускоренных испытаний позволяют лишь ориен­тировочно оценить активность и марку цементов. Наибо­лее часто применяют метод, основанный на ускорении твердения цемента путем кратковременного прогрева об­разцов в закрытых формах, позволяющий определить приближенно марку цемента в течение одной рабочей смены.

Метод измерения электрического сопротивления водоцементного раствора. На данном методе основан прибор «ИНДИКАТОР АКТИВНОСТИ ЦЕМЕНТА ИАЦ-03» фирмы OOO «»ВНИР».

Индикатор активности цемента предназначен для определения основного показателя качества цемента — активности. Прибор обеспечивает опреде­ление активности портландцемента, шлакопортландцемента, портландцемента с минеральными добавками поставляемого отечественными производителями.

Принцип работы прибора состоит в измерении удельной, проводимости водоцементного раствора контролируемой пробы цемента. Преобразовании сигнала в данные соответствующие активности контролируемой пробы цемента.

1.3 НЕРАЗРУШАЮЩИЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОЧНОСТИ

Рассмотренные выше методы оценки прочностных свойств портландцемента связаны с разрушением образ­цов при каждом определении их показателей. Это, а так­же большой разброс результатов даже при испытании образцов-близнецов обусловливают необходимость ис­пользования для получения достоверных данных об из­менении прочностных свойств вяжущих большого коли­чества образцов, что требует значительных затрат труда и материалов. Поэтому в последние годы все большее признание находят методы оценки прочности портландцемента и других строительных материалов без разруше­ния, позволяющие использовать одни и те же образцы не для одного, а для многократных определений. Особое значение эти методы имеют для контроля прочности вяжущих в бетонных и других конструкциях непосредст­венно в сооружениях.

В настоящее время разработано много различных приборов, начиная от простейшего молотка и кончая электронными установками, которые дают возможность определять прочность материалов без разрушения. Раз­личают механические и физические неразрушающие ме­тоды оценки прочности материалов.

Механические неразрушающие способы оценки проч­ности заключаются в определении величины пластичной деформации поверхностного слоя (заглубления, отпечат­ков) при воздействии различного рода вдавливания или ударов, либо величины упругой деформации (упругого отскока от поверхности при ударе), численные значения которых затем используются для характеристики проч­ности исследуемого материала.

Читайте так же:
Особо быстро твердеющий цемент

Физические методы основаны на использовании свя­зи между прочностью материала и скоростью распрост­ранения ультразвука, ослаблением потока ?-лучей и из­менением других физических характеристик исследуемо­го материала.

Механические методы наиболее полно характеризуют прочность поверхностного слоя материала, которая к то­му же в значительной мере зависит от его влажности. Поэтому в исследовательской практике (в лаборато­риях) применяют физические методы: акустические, ра­диометрические и др., позволяющие судить о качестве материала не только по поверхностному слою, но и по его внутренней структуре.

Акустические методы определения прочности портландцемента.

Определение прочности этими методами базируется на использовании корреляции (соотносительности) меж­ду упруго вязкопластичными и прочностными свойствами материала, с одной стороны, и физическими параметра­ми, характеризующими распространение звуковых коле­баний (волн) в этом материале, с другой.

Акустические методы исследований прочности мате­риала разделяют на два основных вида: импульсный и вибрационный (резонансный).

Импульсный метод испытаний основан на из­мерении в материале (в образцах или конструкциях) скорости распространения ультразвуковых волн, а иног­да и интенсивности их затухания. Для этих целей ис­пользуют специальные электродные приборы.

Вибрационный (резонансный) метод ис­следований основан на оценке механических свойств ма­териала по динамическому модулю упругости и логариф­мическому декременту затухания, вычисляемым по ча­стоте собственных колебаний образца и их затуханий, которые замеряются приборами.

Определение прочностных свойств цементного камня, раствора или бетона по акустическим показателям осу­ществляют двумя способами:

1) устанавливая прямые эмпирические зависимости между акустическими показа­телями и прочностью путем проведения параллельных определений акустическими методами и обычных меха­нических испытаний до разрушения и построения по этим данным тарировочных графиков и формул;

2) по относительным изменениям акустических свойств образцов при изменении температурно-влажностных условий их хранения, при воздействии поперемен­ного замораживания и оттаивании и других факторов.

При определении прочности по первому способу наи­более часто используют связь между прочностью при сжатии Rcж и скоростью распространения продольных ультразвуковых волн.

Установлено, что на устойчивость этой связи влияет, прежде всего, вид заполнителей (особенно крупного при испытании бетонных образцов), водоцементное отноше­ние, продолжительность твердения образцов к моменту испытаний, вид тепловлажноcтной обработки, влажность образцов.

Если указанные факторы меняются незначительно, то оценка прочности портландцемента по тарировочной кривой «скорость ультразвука — прочность» может дать достаточно точные для практики результаты. При возможных неблагоприятных сочетаниях указанных факто­ров и при большом их изменении необходимо при оценке прочности вяжущих веществ учитывать и другие акусти­ческие показатели.

Второй способ оценки прочности основан на том, что акустические показатели являются чувствительными кос­венными характеристиками изменений физико-механиче­ских свойств цементного камня, раствора или бетона при воздействии тех или иных факторов.

Установлено, что увеличение скорости распростране­ния продольных ультразвуковых колебаний в бетоне со­ответствует нарастанию прочности бетона во времени.

Находят свое отражение в изменении скорости ульт­развука, в коэффициенте его затухания, частоте собст­венных колебаний, логарифмическом декременте затуха­ния и др. и деструктивные процессы, происходящие в бе­тоне под воздействием неблагоприятных внешних фак­торов: замораживания и оттаивания, высушивания и увлажнения и др. Работы ряда исследователей показы­вают, что акустические характеристики более точно ха­рактеризуют изменения физико-механических свойств бетонов, чем непосредственные испытания образцов ме­ханическими способами.

Кроме того, для характеристики изменения прочности свойств материала при тех или иных воздействиях аку­стическими методами не требуется изготовлять много образцов (на одном образце можно провести любое ко­личество повторяющихся измерений). Все это способст­вует все более широкому распространению данного спо­соба для определения долговечности материалов.

2. Исследовательская работа по Определению марки портландцемента стандартным методом с использованием песка фракции 0,315 взамен фракции 0,5

2.1 Определение фракционного состава песка

При определении марки портландцемента мы ориентировались на ГОСТ 310.4 – 81. По данному ГОСТу марка портландцемента определяется цементно-песчаным способом (смотри первую главу). К песку, для определения марки портландцемента, предъявляются требования по ГОСТ 6130 – 91, к числу требований относится и фракционный состав, т.е. для определения марки портландцемента, по стандартному методу, используется песок фракции 0,5 мм.

Цель данной работы: рассмотреть возможность применения песка фракции 0,315 для определения марки портландцемента и выявить соответствующие коэффициенты и формулы для перерасчёта на стандартный вид.

Суть данной работы вытекает из исследования песка на фракционный состав: исследование песка на фракционный состав показала, что речной песок, взятый в г. Якутске на 202 микрорайоне, содержит фракцию крупности 0,5 мм – 1,8 %; 0,315 мм – 30,13 %; 0,16 мм – 57 %, т. е. чтобы получить необходимое количество песка для стандартного испытания портландцемента, а именно 1,5 кг песка фракцией 0,5 необходимо промыть и рассеять около 84 кг речного песка, в тоже время в речном песке содержится 30% фракции 0,315, т.е. необходимо промыть и рассеять всего 5 кг речного песка.

Проверка качества цемента, как проверить марку цемента

Определение активности цемента в лабораториях и самостоятельно активность цемента что это

Существует два параметра, определяющих активность (марку) цемента – это определение прочности на разрыв и на изгиб. Для таких испытаний необходимы специально созданные образцы из цементного теста нормальной консистенции, размерами 40*40*160 мм. Все этапы их изготовления и испытания определяются ГОСТом 310.4-81.

Для определения активности цемента применяют как прямые, так и косвенные методы. Прямые методы, самые действенные, но требуют длительного времени (процесс определения основан на твердении цемента), так что для оперативных задач используют косвенные, более быстрые методы. Здесь подходы могут быть различные: кто-то использует контракцию, кто-то оценивает активность через электропроводность цементной суспензии. Оценка активности через электропроводность – простой путь, который при этом нельзя назвать надежным. Прогнозируемые результаты не имеют методологического обоснования и потому рекомендацию для использования в серьезных случаях получить не могут.

Действие контракциометров основано на установлении связи активности цемента с процессом уменьшения объема цемента в результате гидратации специально изготовленного цементного раствора. Это единственный вид приборов, который может быть признан эффективным для оперативного определения активности цемента.

Читайте так же:
Как определить нормальную густоту цементного теста

Существуют приборы контракциометры КД-07 и ВМ-7.7, которые могут дать методологически обоснованный результат, однако в данном случае в процессе определения активности (марки) цементов требуется визуальное наблюдение за технологическим процессом, а также проведение подсчета результатов вручную в соответствие с установленной методикой.

Приготовление цементного раствора нормальной консистенции для определения марки цемента

Определение марки цемента предполагает приготовление цементно-песчаного раствора заданным образом. Для смешивания раствора в пропорции 1:3 понадобится:

  • 500 г цемента (непосредственно того образца, который назначен к исследованию).
  • 1,5 кг песка. Для получения точного результата важно выбрать правильный песок – чистый (мытый) кварцевый песок, с содержанием SiO2 не менее 98%. Влажность материала – менее 0,2 % с потерями при прокаливании менее 0,05%.

Если не соблюсти эти условия, то оценку марки цемента нельзя будет признать корректной.

Оба компонента высыпают в чашу, внутренняя часть которой протерта мокрой тканью. Срок для промешивания – 1 минута. Затем в смеси делается лунка, в которую вливают 200 г воды. Время, выделяемое на впитывание – 0,5 минут, а затем в течение минуты перемешивают вручную. Далее смесь помещают в мешалку (ее чашу протирают влажной тканью) и мешают в течение 2,5 минут.По окончанию процесса нужно оценить консистенцию получившегося раствора. Для этого применяют встряхиватель, на котором имитируют виброуплотнение раствора.

Смесь закладывается в два этапа слоями равной толщины в стандартную форму-конус, установленную на диск встряхивающего столика, а после этого штыкуется по ГОСТу:

  • нижний слой – 15 раз,
  • верхний слой – 15 раз.

Затем, в указанной последовательности, выполняются следующие действия:

  • Форму для загрузки снимают, излишки раствора срезают.
  • Цементный конус встряхивают 30 раз в течение 30 ± 5 секунд.
  • Основание конуса измеряют по перпендикулярным диаметрам и берут среднее значение.

Раствор нормальной консистенции и приемлем для измерений, если его расплыв 106-115 мм.

Лабораторный анализ качества цемента

Методика проверки на соответствие цементного вяжущего заявленной марке регламентируется двумя ГОСТами. Для цемента, промаркированного в соответствии со старым стандартом (маркировка вида ПЦ400Д20, ПЦ500Д0 и т.п.) – это ГОСТ 310.4-81. Для нового стандарта (ЦЕМ II-32,5, ЦЕМ I-42.5 и т.п) – ГОСТ 30744-2001, требования которого сходны с действующими европейскими стандартами серии EN 196. В этих документах детально расписана процедура создания образцов, сроки и условия выдерживания образцов до начала проверок, требования к оборудованию и процессу испытания.
Новым ГОСТом 30744-2001 предусмотрены следующие процедуры проверки качества цемента:

  • определение тонкости помола цемента
  • определение сроков начала и окончания схватывания
  • определение равномерности изменения объема
  • определение прочности на изгиб и сжатие

Первые 3 процедуры выполняются с чистым цементом, без добавления песка и не требуют значительного времени. Последняя проверка длится 28 суток, она начинается с создания образцов, которые хранятся в лаборатории в специальных условиях до полного набора прочности. Для создания образцов используется нормированный песок по ГОСТ 6139, состоящий из смеси песка трех фракций: мелкой, средней и крупной, влажностью не более 0.2%. Нормированный цементо-песчаный раствор готовится в пропорции 1:3 по массе компонентов при водоцементном отношении 0,5. Образцы выдерживают 28 суток (за исключением специальных видов цементов, требующих иного промежутка времени на полное отвердение), после чего подвергают испытаниям. Усредненные результаты испытания (испытывается всегда несколько образцов) дают реальные показатели прочности проверяемой партии цемента.
В СПбГТУ лабораторные испытания цемента проводят на образцах в виде балочек 40х40х160 мм или кубиков 30х30х30 мм, отлитых из цементного теста нормальной густоты по ГОСТ 310.3. Отлитые в формы контрольные образцы в течение суток выдерживают над сосудом с водой при t примерно 20°С и влажности воздуха около 95%. Спустя сутки балочки или кубики вынимают из форм и сразу испытывают их прочность на сжатие. Таким образом определяется активность вяжущего. Для этого используется следующая формула: R-суточная=P / S * 98 (МПа), где R-суточная — прочность при сжатии прессом в мегапаскалях; P — усилие в кг/с, S — площадь поверхности образца в кв/см. Для проведения полноценной проверки основных характеристик цемента используется целый арсенал приборов таких как:

  • Гранулометр, с помощью которого определяется фракционный состав.
  • Прибор Блейна, служащий для определения удельной поверхности «цементных зерен».
  • Различные вибростолы и лабораторные мешалки
  • Специальные прессы
  • Камеры влажного хранения контрольных образцов
  • Аппараты для проверки активности цементного вяжущего: приборы типа ИАЦ-04М, контракциометры.
  • Прибор Вика
  • и т.д.

Далеко не всякий бетонный завод или цех по производству сухих строительных смесей может позволить себе приобрести и содержать подобное оборудование. Что уж говорить о частных мини-предприятиях, использующих цементное вяжущее на своем производстве. Как говорится: «Не до жиру….» Именно поэтому в большинстве случаев производители, не способные проверить и проконтролировать портландцемент самостоятельно вынуждены верить сопроводительным накладным и паспортам качества на получаемое сырье. Им лишь остается надеяться, что поставщик надежный, и цементный завод не подкачал. В противном случае производство бетона, сухих смесей или ЖБИ из неконтролируемого сырья может принести огромные проблемы как самим производителям, так и потребителям их продукции.

В заключение хотелось бы добавить, что наша компания предоставляет полный пакет сопроводительной документации на поставляемый нами портландцемент. Начиная с сертификатов и паспортов, заканчивая заводскими накладными на груз. Максимально прозрачные условия поставки: честный вес, реальная марка и всегда в наличии продукция крупнейшего российского производителя — холдинга Евроцемент груп.

Изготовление образцов

Образцы для определения марки цемента изготавливают стандартных размеров в специальных формах. Формы должны быть разъемными и из прочного материала – к примеру, из чугуна или стали. Перед заполнением раствором форму смазывают машинным малом, а стыки – вазелином. Форму заполняют на 10 мм, устанавливают на вибростенд и после запуска установки форма заполняется окончательно – порционно в течение 2 минут. Через три минуты установка отключается, а излишки смеси снимают ножом, смоченным в воде. Образец сглаживают, маркируют и, оставляя его в форме, выдерживают в специализированной ванне с гидравлическим затвором 24 часа (в случае растрескивания образца, оставляют его в ванной еще на 48 часов). Затем их достают из ванны, извлекают из форм и укладывают в бассейн с водой. Вода должна быть 20 ± 2 градусов по Цельсию и накрывать образцы минимум на 20 мм. Воду в бассейне заменяют раз в две недели. И после 28 суток твердения их извлекают из ванной, испытания проводятся максимум за час.

Читайте так же:
Как замазать трубу цементом с жидким стеклом

Определение

Точное определение активности цемента (АЦ) – это абсолютная прочность эталонного испытуемого образца из цементного теста. На её основании вяжущему присваивается марка, после чего о понятии АЦ упоминаний в технической документации нет. Не секрет, что прочностные характеристики корректируются различными присадками, они оказывают влияние на активность, но не всегда на марку, поэтому понятия не связаны тесно. Например, ускоритель твердения лишь уменьшает срок набора прочности, но не повышает значение твердости камня.

Другими словами активность цемента – это поведение структуры материала в течение срока службы изделия. На каждом этапе процессы гидрации частиц вяжущего разные:

  • В срок 28 суток происходит набор проектной прочности камня, основной объем структуры уже вступил в реакцию и кристаллизовался;
  • В течение эксплуатации внутри камня по-прежнему может происходить кристаллизация, также может отсутствовать и активность в состоянии покоя;
  • К концу срока службы изделия, когда минералы в кристаллах вступают в реакцию с водой, что приводит к коррозии материала.

Таким образом, активность цемента – это динамика его твердения и набора, а также потери прочности.

Виды определения пределов прочности

В зависимости от особенностей дальнейшего использования цемента и бетона на его основе существует несколько различных подходов к определению активности. Рассмотрим несколько методик.

Определение прочности на изгиб

Суть метода в постепенном увеличении нагрузки на образец посредством специального пресса (скорость нагружения — 50±10Н/с). При этом испытание образцов производится при их расположении поперечной гранью – продольно. Итоговый результат берут как среднее арифметическое между двумя самыми высокими показателями испытаний образцов из трех.

Определение прочности при сжатии

Этот метод требует равномерной нагрузки с предельной силой — 200-500кН. Для этого три образца, разделенных на половины, располагают между специальными полированными металлическими пластинами. Площадь соприкосновения образца в продольном положении и пластины – 25 см2. После центровки на опорной плите в качестве результата принимается среднее значения четырех самых высоких показателей.

Определение прочности цемента при пропаривании

Для изготовления конструкций из бетона или железобетона подчас необходимо сократить срок твердения. Для этого используют тепловлажную пропарку. Именно поэтому для таких случаев целесообразно использовать определение активности цемента при пропаривании.

Подготовка образцов и все процедуры проводятся в стандартных условиях, однако пропаривание необходимо производить в специализированной камере. Стандартизированная температура — 20±3 градусов по Цельсию при выключенном обогреве в течение 2 часов. Значение прочности определяется в соответствие с ГОСТом.

Фото 2

Однако все эти методы требуют очень длительного времени. Самый скорый метод определения марки цемента без потери точности измерений – контракциометрический. Он использует для оценки показатели уменьшения объема раствора при гидратации материала. Именно эти данные ложатся в основу расчетов активности цемента. Именноэтот метод лег в основу нового прибора предприятия «Интерприбор».

Этот прибор позволяет исследования по определению активности цемента проводить в ускоренном режиме – то есть фактически в течение 3 часов. Также «Цемент-прогноз» позволяет работать с такими измерениями как сроки схватывания цемента, морозостойкость, прочность и водонепроницаемость бетона.

Условная классификация

Активность цемента в бетоне в течение срока эксплуатации несколько меняется, в зависимости от этого ее условно можно разделить на 3 вида:

  • Активная, когда все компоненты бетона вступают в реакцию и перестают кристаллизоваться через 28 суток с момента формовки;
  • Перспективная, когда цемент набирает часть прочности в течение 28 суток, а 100% проектного состояния и даже свыше наступает в течение года в процессе монтажа конструкций перед вводом объекта в эксплуатацию;
  • Комплексная (частично гидратированная), в таком случае крупные части (негидратированные) остаются в составе камня в качестве наполнителя.

Это условная классификация, которую удобно использовать при определении состава цементного вяжущего для затворения бетонных растворов и их выбора при проектировании.

Новый прибор для определения активности цемента

В 2009 году разработала и запатентовала прибор «Цемент-Прогноз», основанный на контракциометрическом методе измерений. Этот прибор автоматический. В его стандартную комплектацию входят: электронный блок, стакан для проб цементного образца, камера измерения и сервисное ПО, нацеленное на обработку данных по методике. Именно программное обеспечение позволяет все результаты перенести на компьютер, заархивировать и, при необходимости, конвертировать в Exсel.

Принцип работы прибора основан на регистрации изменения объема воды в герметичной камере, дополнительно можно фиксировать температуру пробы. Камера заполняется водой, а в нее помещается образец в специальном мерном стакане. Измерение занимает в минимальном варианте три часа, по факту которых все измерения переносятся в компьютер. Но существует и 7-суточный контракционный цикл измерений.

Электронный блок позволяет через соединительную коробку подключать и одновременно производить измерения в трех камерах, регистрируя результаты на дисплее прибора и компьютере. Сервисное ПО предлагает обширный объем функций по обработке результатов. Прибор внесен в Государственный реестр средств измерений.

Использование «Цемент-Прогноза» в рабочем процессе облегчит и другие технологические измерения, в частности оценку водоцементного отношения и прочность бетона (МИ 2488-98), морозостойкость (МИ 2489-98), водонепроницаемость бетона (МИ 2625-2000).

Методика определения марки цемента по прочности

Понятие марки цемента связано с определением прочности образцов, приготовленных стандартным методом из смеси цемента, песка стандартного качества и воды. Деление цемента на марки в СССР введено в 1930 г. За прошедший период несколько раз изменялись методы испытания для определения прочности цемента и классификация марок, что связано с рядом причин. Наиболее существенной причиной надо считать систематическое совершенствование технологии производства цемента, резко повысившей свойства портландцемента, в частности его прочность. Кроме указанной причины в изменении методов испытания и классификации цемента существенное значение имел опыт применения цемента в строительном производстве.

Читайте так же:
Как сделать смешанный цемент

При разработке методов испытания цемента должны быть обеспечены: определение прочности без испытания цемента в бетонах с помощью переходных коэффициентов и количества цемента (расход ) при подборе состава бетона; выявление степени однородности партий цемента; оперативное осуществление массовых регулярных испытаний на цементном заводе и контрольные испытания на строительной площадке.

Опыт показал, что перечисленные условия ввиду их сложности решены лишь частично. Как отмечалось выше, цемент является полиминеральным и полидисперсным порошком, в который при помоле клинкера вводят гипс для обеспечения процесса с оптимальными результатами схватывания и упрочнения цементного теста. Указанные особенности цемента по разному влияют на упрочнение и в конечном итоге приобретение той прочности, которая заносится в паспорт на цемент. Любые, самые незначительные изменения химико-минералогического состава цемента, его гранулометрии, качества воды затворения, условий приготовления растворной смеси и образцов из нее, продолжительности твердения изменяют прочность цемента.

Не имея точных сведений, в данном случае о прочности цемента, нельзя решить вопрос о его пригодности для строительного раствора, бетона (железобетона) заданной прочности. Надо всегда помнить, что выбор цемента только по показателю прочности практически недопустим. Назначению цемента по прочности предшествует анализ условий работы сооружения (конструкции). Попутно отметим, что правильное назначение цемента позволяет создавать бетонные (железобетонные) сооружения, конструкции и детали исключительно высокой долговечности. Недолговечность некоторых конструкций связана, в частности, с использованием цементов, которые не следовало бы применять в этих конкретных условиях.

В различных странах существуют разнообразные методы определения прочности и классификации цементов по прочности. Может возникнуть вопрос о целесообразности испытания цемента для определения его прочности непосредственно в бетоне, исключая испытание стандартных образцов. Однако такое решение невозможно по причинам исключительного разнообразия строительных песков, гравия и щебня и такого же разнообразия составов бетонов. Цемент в стандартных растворах и в бетоне на разных материалах покажет различную прочность.

При таком методе испытания цемента цементные заводы лишаются возможности оценивать свою продукцию и контполировать ее качество в ходе технологического процесса. Сказанное объясняет причину появления и применения условных методов испытания. В силу того что песок влияет на прочность цемента, в СССР за эталон принимают кварцевый песок у г. Вольска на р. Волге. Этот песок подвергается рассеву на специальном заводе, после чего он поступает в лаборатории цементных заводов и предприятий, где производят испытания цемента.

Прочность стандартных растворных образцов после 28-суточного твердения называют активностью цемента. В СССР для классификации цемента по прочности полученный показатель средней прочности образцов принято округлять до сотен килограммов. Допускается округлять в большую сторону только в том случае, когда активность цемента после округления отличается не более чем на 5%. Такая цифра прочности цемента названа его маркой. В СССР выпускается портландцемент М 300, 400, 500 и 600.

Классификация цемента на марки с интервалом в 100 кГ (10-1 Н) прочности также условна и у ряда специалистов вызывает возражение.

Классификацию цемента нельзя рассматривать в отдельности от технологии его производства и потребления. Совершенствование производства способствует увеличению выпуска цемента высоких марок, что в первую очередь позволяет повысить производство и качество бетона.

Прогресс в области изготовления вяжущих материалов влечет за собой совершенствование в области конструирования, расчета и проектирования железобетонных конструкций и технологии их изготовления. Развитие производства цементов высоких марок, однородных по своим свойствам, позволяет перейти к широкому применению бетонов на легких каменных материалах и конструкций меньших сечений, что резко снизит собственный вес конструкции. Применение цементов высоких марок и с ускоренными сроками твердения в большинстве случаев позволит упростить изготовление конструкций, исключить дополнительный технологический передел — тепловлажностную обработку.

Для наиболее полного использования прочности оптимальным вариантом является классификация цемента по активности. Разбивка цементов по маркам с интервалом в 100 кГ/см2 (10-1 МПа) наиболее близка к оптимальному варианту. Членение цемента по прочности через 50 кг/см2 (10-1 МПа), приближающееся к членению по активности, в данное время реализовать трудно, так как при поступлении цемента разной активности из-за ограниченности складских помещений на строительстве хранить его раздельно не удается. Уменьшение числа марок возможно за счет выпуска в основном цемента наиболее высоких марок (преимущественно 500 и 600, а с течением времени 700 и 800) при ограниченном количестве выпуска цемента М 400 и в случае прикрепления всех строительных объектов к определенным цементным заводам.

В данное время такое прикрепление заводов может быть реализовано, чему способствует улучшение географии размещения цементных заводов, обеспечившее значительное сокращение перевозок цемента. Например, если в 1950 г. среднее расстояние перевозки цемента составляло 680 км, то в 1966 г. оно сократилось до 494 км. Кроме повышения марочности цемента, особое значение имеет и совершенствование других его свойств.

Надо отметить, что впервые в СССР в гидротехническом строительстве, начиная с 1935 г., обращено внимание на необходимость нормировать кроме прочности другие свойства цементов, позволяющие получать бетоны для ответственных инженерных сооружений с проектными водонепроницаемостью, морозостойкостью, экзотер-мичностью и химической стойкостью при разных случаях агрессии В частности, уже в 1934 г. на строительстве канала им. Москвы осуществлено проектирование бетона на разные сроки твердения — короче 28 сут. и более продолжительные (вплоть до одного года л больше). В течение ряда лет создавались и совершенствовались локальные технические требования на цемент для многочисленных гидротехнических сооружений (ГЭС на р. Волге, Волго-Донской канал им. В. И. Ленина, Саратовская ГЭС, Братская ГЭС, Красноярская ГЭС и многие другие гидротехнические сооружения).

Читайте так же:
Марки цемента для внутренней отделки

Следует учитывать, что в гидротехническом строительстве применяется несколько сортов цемента, различающихся по свойствам, что связано с условиями работы бетона сооружений. По этой причине цемент, применяемый в гидротехнике, не следует называть гидротехническим, так как подобные условия работы бетона возникают и в других сооружениях (промышленных, мостовых, дорожных и др.). Все цементы, выпускаемые промышленностью, надо каталогизировать; что позволит от теоретических положений перейти к применению цементов со свойствами, отвечающими условиям работы. Такое коренное изменение сведений о свойствах цемента, несомненно, обеспечит минимальный их расход и высокую долговечность сооружений, конструкций и деталей.

Определение марки цемента по прочности

Марку цемента определяют по результатам испытаний образцов-балочек размером 40x40x160 мм на изгиб и их полови­нок на сжатие по схемам, приведенным на рисунках 11 и 12. Предел прочности образцов на сжатие в возрасте 28 суток называют ак­тивностью цемента.

Рисунок 11- Схема испытания цементных балочек на изгиб

Рисунок 12 — Расположение нажимных металлических пластинок при испытании половинок балочек на сжатие

Аппаратура и материалы: проба цемента, вода, нормаль­ный песок, технические весы, мешалка для перемешивания цементного раствора, чаша и лопатка, встряхивающий столик и форма-конус, штыковка, формы для изготовления образцов-балочек, насадка к формам, вибрационная площадка, прибор для испытания на изгиб образцов-балочек, пресс для определения предела прочности при сжатии, пластинки для передачи нагрузки, пропарочная камера.

Подготовка к испытаниям.

Отвешивают 500 г цемента и 1500 г нормального песка по ГОСТ 6139.

Насухо перемешивают в течение 1 мин в стальной сферической чашке.

В центре смеси делают углубление.

Вливают 200 г воды, что соответствует водоцементному отношению, равному 0,4, Снова перемешивают в тече­ние 1 мин. Растворную смесь помещают в лабораторную мешал­ку (рисунок 13) и перемешивают 2,5 мин двадцатью оборотами ме­шалки.

Проверяют консистенцию при помощи встря­хивающего столика и формы-конуса. Для этого форму-конус устанавливают в центре диска на стекло, предварительно увлажнив, и заполняют растворной смесью в два слоя. Каждый слой уплотняют металлической штыковкой (рисунок 15): нижний 15 раз, 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 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.

Из приготовленного цементного раствора на каждый срок испытания изготавливают три образца-балочки. Их формуют в трехгнездных формах (рисунок 16). На формы надевают насадки, смазывают машинным маслом, ставят на стандартную вибро­площадку (рисунок 17) 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.

Формы с образцами-балочками ставят в ванну с гидравлическим затво­ром и хранят в течение (24 ± 2) ч,

Через 24 часа 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 суток.

Через 28 суток с момента изготовления образцов, их испытывают на изгиб на испытательной машине МИИ-100 (рисунок 18), Из каждой балочки после испытания на изгиб получилось две половинки балочек.

Берут одну половинку балочки. Вытирают насухо. Накладывают на неё нажимные металлические пластинки как показано на рисунке 12.

Кладут балочку с пластинками на нижнюю плиту гидравлического пресса (рисунок 19).

Вручную вращают колесо пресса и приводят верхнюю плиту в соприкосновение с пластинкой на балочке.

Лаборант включает пресс и проводит испытание на сжатие.

Результат испытания записывают.

Рисунок 17 — Лабораторная виброплощадка:

1 — станина; 2 — электродвигатель с неуравновешенным грузом; 3 — площадка; 4 — рама; 5 — пружина

Рисунок 18 – 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

Рисунок 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 см 2 (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.

Обработка результатов. Предел прочности при сжатии R, МПа (кгс/см 2 ) , вы­числяют по формуле:

RСЖ= Р/F,(5)

гдеР – разрушающая нагрузка, Н;

F— площадь образца, 25 см 2 .

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 таблицам 9 и 10.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector