Tomsk-kuhnja.ru

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

Определение предела прочности цемента при изгибе и сжатии

Определение предела прочности цемента при изгибе и сжатии

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 см 2 , т. е. на 25 см 2 ). 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 цементаГарантированная марка цементаПредел прочности, МПа (кгс/см 2 )
при изгибе в возрасте, сутпри 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-Б3,9 (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-Б3,4 (35)5,4 (55)21,5 (220)39,2 (400)

Контрольные вопросы:

  1. Что называют портландцементом, и какие компоненты входят в его состав? Какое природное сырье применяется при его изготовлении?
  2. По каким основным показателям оценивают качество портландцемента?
  3. Как определяют нормальную густоту цементного теста?
  4. Как изготавливают образцы для определения предела прочности цемента при изгибе и сжатии?
  5. По каким экспериментальным данным устанавливают марку цемента?
Читайте так же:
Бетонный кирпич размеры гост

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.

Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов — балочек, изготовленных из цементных растворов по ГОСТ 310.4—81

Аппаратура. Мешалка для перемешивания цементного раст­вора (рис. 28), весы, 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 определенияпредела прочности при сжатии, пластики для передачи на­грузки, пропарочная камера.

Испытание. Определение предела прочности при изгибе и сжатии производят на образ­цах-балочках размерами 40Х Х40Х160 мм, изготовленных из цементного раствора нор­мальной консистенции состава 1 : 3, т. е. одна часть цемента и три части нормального вольско­го песка по ГОСТ 6139—78 при водоцементном

Дляопределения консис — тенции цементного раствора отве­шивают 1500 г нормального песка и 500 г цемента, высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую" чашу, перемешивают цемент с песком лопаткой в течение 1 мин. Температура помещения, где проводят испытания, должна быть (20±3) °С по ГОСТ 310.1—76. Затем в центре смеси делаютлунку и вливают в нее 200 г воды (В/Ц= 0,40), дают в течение0,5 мин впитаться воде и перемешивают смесь 1 мин лопаткой. Для окончательного перемешивания раствор переносят в ме­шалку, где он перемешивается в течение 2,5 мин (20 оборотов). Протирают влажной тканью внутреннюю поверхность конуса и диск столика, форму-конус устанавливают в центредиска встряхивающего столика (рис. 29). После окончания перемеши­вания заполняют раствором форму-конус в два слоя одинаковой толщины. Нижний слой уплотняют 15 штыкованиями, верхний слой штыкуют 10 раз металлической штыковкой. После уплот­нения верхнего слоя избыток отношении не менее 0,40раствора срезают ножом вровень с краями конуса, затем конус снимают в вертикальном направ­лении, чтобы не сдвинуть раствор. Раствор встряхивают на сто­лике 30 раз за (30±5) с и измеряют штангенциркулем диа­метр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпенди­кулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв ко­нуса с В/Ц=0,40 должен быть 106—115мм. Если расплыв ко­нуса будет меньше 106 мм, увеличивают количество воды для затворения новой смеси. Водоцементное отношение, полученноепри достижении расплыва конуса 106—115 мм, принимают для проведения дальнейших испытании.

Перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность сте­нок формы (рис. 30) 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 ставят насадку и промазывают снаружи густой смазкой стык между формой и насадкой. Фор­мы с насадками жестко закрепляют в центре виброплощадки и, заполнив форму по высоте на 1 см цементным раствором, вклю­чают виброплощадку. В течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями заполняют раствором. Через 3 мин от начала вибрации виброплощадку отключают, форму снимают и ножом, смоченным водой, срезают излишек раствора, заглаживают поверхность образцов вровень с краями формы и маркируют их. Образцы в формах хранят (24±2) ч в ванне с гидравлическим затвором. После этого формы осто­рожно разбирают и укладывают образцы в ванны с питьевой водой в горизонтальном положении так, чтобы они не соприка­сались друг с другом. Уровень воды над поверхностью образцов должен быть не менее 2 см. Воду в ванне нужно менять через каждые 14 сут. Температура воды при замене должна быть (20±2) °С, как и при хранении образцов.

Образцы, которые через (24±2) ч нельзя извлечь из формы без повреждения, можно вынимать из форм через 48 ч, указы­вая этот срок в рабочем журнале.

По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосред­ственно перед испытанием образцы нужно насухо вытереть Для каждого установленного срока испытания готовят по­три образца. Образец устанавливают на опорные элементы при­бора таким образом, чтобы его горизонтальные при изготовле­нии грани находились в вертикальном положении. Схема распо­ложения образца на опорных элементах показана на рис. 31.

Для определения прочности на изгиб можно использовать прибор Михаэлиса, машину МИИ-100, а также универсальные испытательные машины, имеющие приспособления для испыта­ния на изгиб. Машина МИИ-100 (рис. 32) дает возможность непосредственного определения значения предела прочности по счетчику без дополнительных расчетов, однако точность опре­деления прочности при изгибе на приборе Михаэлиса несколько выше.

Читайте так же:
Известково цементный раствор вес

Перед началом испытания на машине МИИ-100 вставляют и закрепляют образец 8 в захвате 10, стрелку прибора 12 уста­навливают на нуле шкалы 11, перемещая винт 3 сгрузом вдоль прорези. Маховиком 9 создают

предварительное натяжение, при отклонении стрелки 12 до деления 4,5 шкалы 11 натяжение пре­кращают. Затем переключают тумблер 4 в положение «вперед» и электродвигатель машины перемещает груз по направляющим коромысла. Коромысло выходит из равновесия и давит на ры­чажную систему, которая передаст увеличенное в 50 раз усилие на установленный в захват 10 образец. Груз перемещается до тех пор, пока возрастающая нагрузка не разрушит образец. В момент разрушения образца коромысло поворачивается на призмах так, что хвостовик микропереключателя ударяется об упорную шайбу 1амортизатора 13 и двигатель останавливается. Машина снабжена счетчиком, который автоматически в зависи­мости от положения груза показывает напряжения, возникаю­щие в образце в данный момент. При разрушении образца, счет­чик фиксирует значение предела прочности при изгибе. После разрушения образца тумблер 4 ставят в положение «назад», при этом груз возвращается в начальное положение, а счетчик показывает нули.

Прибор Михаэлиса перед проведением испытаний уравнове­шивают, перемещая груз (рис. 33) таким образом, чтобы верх­няя поверхность рычага 2 находилась на одном уровне со спе­циальной риской, сделанной на внутренней поверхности верти­кальной скобы. Прибор уравновешивают без ведерка в.

Скорость подачи нагрузки на образец (500±50) Н/с, что со­ответствует поступлению в ведерко (100±10) г дроби в секун­ду. Скорость истечения дроби замеряют так: включают секундо­мер и засекают время высыпания дроби в ведерко и ее массу. Регулируют скорость подачи дроби изменением сечения отвер­стия, из которого поступает дробь.

После уравновешивания прибора Михаэлиса задвижка 5, пе­рекрывающая желоб сосуда 4 с дробью, должна быть закрыта.

Затем устанавливают образец, подвешивают ведерко и враще­нием штурвала установочного винта 4 (рис. 34) добиваются то­го, чтобы верхний рычаг занял крайнее верхнее положение. Только в этом случае в момент разрушения образца рычаг, опу­скаясь, окажется вблизи риски на скобе.

После этого открывают задвижку 5, опуская ее рукой за хо­мутик, при этом под нагружаемым ведерком поднимается зуб 7. При разрушении образца ведерко с дробью падает и, утапливая зуб, закрывает задвижку. Ведерко с дробью взвешивают на ве­сах с точностью до 10 г и вычисляют предел прочности при из­гибе образца — балочки размерами 40X40X160 мм:

где Р — масса дроби с ведерком; l— расстояние между опорами, см; b — ширина образца, см; h — высота образца, см; К — коэффициент, завися­щий от соотношения плеч рычагов прибора; при соотношении 1 : 50 К=50, при 1 : 10 К= 10

Для балочки размерами 40X40X160 мм гори расстоянии между опорами 100 мм и соотношении плеч рычагов 1 : 50 фор­мула будет иметь вид: Rизг=l,15 m, при соотношении плеч ры­чагов 1 : 10 Rизг=0,23 т, где т — масса ведерка с дробью, кг. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифме­тическое значение двух наибольших результатов испытания трех. образцов.

Определение предела прочности при сжатии

Шесть половинок балочек, полученных после испытания на изгиб, сразу же подвергают испытанию на сжатие. Каждую по­ловинку балочки помещают между двумя пластинками так, что­бы баковые грани, которые при изготовлении прилегали к стен­кам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пла­стинок плотно прилегали к торцевой гладкой поверхности об­разца (рис. 35). Образец вместе с пластинками устанавливают

на опорную плиту пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании долж­на быть (2 ±0,5) МПа. Предел прочности при сжатии

где Р — разрушающая нагрузка, Н; F – площадь металлических пла­стинок, см2, т.е. 25 см2.

Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как среднее арифметическое значение четырех наибольших ре­зультатов испытания шести образцов.

Марку цемента находят по результатам определения преде­лов прочности цемента при сжатии и изгибе, сравнивая эти ре­зультаты с требованиями ГОСТа на соответствующий цемент. Для каждой марки портландцемента и его разновидностей пре­делы прочности при изгибе и сжатии образцов, твердевших 28 сут (для быстротвердеющих цементов также и 3 сут), не должны быть ниже значений, указанных в табл. 19.

Продел прочности при изгибе через 28 сут, МПа, не менее для цемента марок

Продел прочности при сжатии через 28 сут, МПа, не менее для цемента марок

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 3273 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Испытание прочности бетона — новые методы!

испытание бетона

Испытание прочности бетона на сжатие

Испытание дает представление обо всех характеристиках бетона. По этому единственному испытанию судят, правильно ли выполнено бетонирование или нет.

Читайте так же:
Замкнутый цикл цементной мельницы описание

Прочность бетона на сжатие для общего строительства варьируется от 15 МПа (1000 кг на квадратный дюйм) до 30 МПа 2000 кг на квадратный дюйм) и выше в коммерческих и промышленных структурах.

Прочность бетона на сжатие зависит от многих факторов, таких как водоцементное соотношение, прочность цемента, качество бетонного материала, контроль качества при производстве бетона и т. д.

Различные стандартные коды рекомендуют бетонный цилиндр или бетонный куб в качестве стандартного образца для испытания.

Куб Бетона методы испытаний

Определение прочности на сжатие

Прочность на сжатие — это способность материала или конструкции выдерживать нагрузки на своей поверхности без каких-либо трещин или прогибов. Материал при сжатии имеет тенденцию уменьшать размер, а при растяжении размер удлиняется.

Формула прочности на сжатие

Формула прочности на сжатие для любого материала — это нагрузка, приложенная в точке разрушения к площади поперечного сечения поверхности, на которую была приложена нагрузка.

Прочность на сжатие = нагрузка / площадь поперечного сечения

Метод испытания бетона на прочность

Для испытания куба используются два типа образцов: кубики размером 15 см × 15 см × 15 см или 10 см × 10 см × 10 см в зависимости от размера заполнителя. Для большинства работ обычно используются кубические формы размером 15 см х 15 см х 15 см.

Этот бетон заливается в форму и закаляется должным образом, чтобы не было пустот. Через 24 часа эти формы удаляют и образцы для испытаний помещают в воду для отверждения. Верхняя поверхность этих образцов должна быть ровной и гладкой. Это делается путем нанесения цементного теста и равномерного распределения по всей площади образца.

Эти образцы испытываются на прессе для сжатия после 7 дней выдержки и отверждения или 28 дней отверждения. Нагрузку следует прикладывать постепенно со скоростью 140 кг / см2 в минуту, пока образцы не выйдут из строя. Нагрузка, полученная при разрушении, деленная на площадь образца, дает прочность бетона на сжатие.

Процедура тестирования прочности бетонных кубов

Понадобится:

Машина для испытания на сжатие испытательный лабораторный пресс

Подготовка конкретного кубического образца

Пропорция и материал для изготовления этих образцов для испытаний взяты из того же бетона, который используется в строительстве объекта в полевых условиях.

Образчик для изготовления кубов бетона

Необходимо 6 образцов кубов 15 * 15 см

Образец Бетона метод испытаний

Смешивание бетона для испытания куба

Смешайте бетон вручную или в лабораторном смесителе

Ручное смешивание

замес бетона метод испытаний

  1. Смешайте цемент и мелкий заполнитель на водонепроницаемой неабсорбирующей платформе, пока смесь не будет тщательно смешана и не приобретет однородный цвет.
  2. Добавьте грубый заполнитель и смешайте с цементом и мелким заполнителем, пока грубый заполнитель не будет равномерно распределен по всей партии.
  3. Добавьте воду и перемешивайте, пока бетон не станет однородным и не приобретет желаемой консистенции.
Подготовка кубов для теста
  1. Почистить бугры и нанести масло
  2. Залить бетон в формы слоями толщиной около 5 см.
  3. Уплотните каждый слой, используя не менее 35 ударов на слой, используя трамбующий предмет
  4. Выровняйте верхнюю поверхность, выровняйте ее шпателем

Образцы для испытаний хранятся на влажном воздухе в течение 24 часов, и по истечении этого периода образцы помечаются, удаляются из форм и хранятся в чистой пресной воде до вынимания перед испытанием.

Меры предосторожности при испытание прочности бетона

Вода для отверждения должна проверяться каждые 7 дней, а температура воды должна быть 27 +/-2 по Цельсию.

Процедура для испытания бетонного куба

  1. Достаньте образец из воды по истечении указанного времени отверждения и сотрите излишки воды с поверхности.
  2. Очистите поверхность испытательной машины
  3. Поместите образец в машину таким образом, чтобы нагрузка была приложена к противоположным сторонам отлитого куба.
  4. Выравнивание по центру образец на опорной плите машины.
  5. Аккуратно поверните подвижную часть рукой, чтобы она касалась верхней поверхности образца.
  6. Применяйте нагрузку постепенно, без ударов и непрерывно, со скоростью 140 кг / см 2 / мин, пока образец не выйдет из строя
  7. Запишите максимальную нагрузку и отметьте любые необычные особенности при разрушении.
Замечания:

Если прочность какого-либо образца изменяется более чем на 15 процентов от средней прочности, результаты такого исследования следует считать недействительными. Среднее из трех образцов дает прочность на раздавливание бетона. И показывает соответствие к требования по прочности бетона.

Как составляется отчеты о тестировании куба и испытание прочности бетона

  1. Опознавательный знак (производитель, серия, марка)
  2. Дата теста
  3. Возраст образца
  4. Условия отверждения, включая дату изготовления образца
  5. Внешний вид трещиноватых граней бетона и тип трещины, если они есть и необычные.
Результаты испытания бетонного куба

Средняя прочность бетона на сжатие = ………… .N / мм 2 (через 7 дней)

Читайте так же:
Как отмыть цемент с тазиками

Средняя прочность бетона на сжатие = ………. Н / мм 2 (через 28 дней)

Прочность бетона на сжатие в разном возрасте, при испытание прочности бетона

пресс для испытания бетона

Таблица показывает прочность бетона в разных возрастах по сравнению с прочностью через 28 дней после заливки, — непроходимо для испытания прочности бетона.

Временное сопротивление цемента при сжатии

Активация процессов взаимодействия цемента с водой может быть достигнута за счет регулирования его состава и свойств, введения во взаимодействующую систему «цемент — вода» соединений, способных оказывать влияние на развитие процесса гидратации.

Изменение скорости гидратации цемента и прочности получаемого искусственного камня может быть обусловлено влиянием растворов электролитов [1]. При этом существенную роль играют величина заряда катионов и анионов солей [2].

Эффект действия электролитов может быть обусловлен их влиянием на заряд поверхности частиц цемента. В целом, электрокинетический потенциал поверхности частиц цемента отрицательный. Многозарядные катионы могут существенно изменять этот заряд.

Значительную роль может играть и ионный обмен между раствором соли и частицами цемента. Применительно к цементу представление об ионнообменном взаимодействии используется при анализе изоморфных замещений в структуре клинкерных минералов, осуществляемых в процессе синтеза цемента [1]. Однако ионообменные процессы активно протекают и при гидратации цемента [2].

В соответствии с правилами изоморфных замещений, установленными А.Е. Ферсманом, гетеровалентный ионный обмен осуществляется в порядке рядов, соответствующих диагоналям периодической системы Д.И. Менделеева. Ионы с более высоким зарядом легче входят в кристаллическую решетку, чем ионы меньших зарядов взамен многозарядных. Компенсация зарядов обеспечивается за счет количества обменивающихся ионов и сопровождается возникновением вакансий в кристаллической решетке, что повышает гидратационную активность цемента.

Ионному обмену способствует соотношение ионных радиусов. У ионов Al 3+ (0,057 нм), Fe 3+ (0,067 нм), ионный радиус значительно меньше, чем у иона Са 2+ (0,104 нм).

В данной работе исследовано влияние добавок электролитов, имеющих заряд катиона «+1» (Na + , K + ) и «+3» (Al 3+ , Fe 3+ ) и анионов с зарядом «-1» (Cl — , NO3 — ) и «-2» (SO4 2- ). В соответствии с этим были использованы следующие добавки: КCl, NаCl, FeCl3, AlCl3, KNO3, NaNO3, Fe(NO3)3, Al(NO3)3, K2SO4, Na2SO4, Al2(SO4)3, Fe2(SO4)3 .

В работе исследован портландцемент производства ООО «Искитимцемент» (Новосибирская область) марки ПЦ 400 Д-20. Минеральный состав его, % мас.: С3S -50-55, C2S — 18-22, C3A — 7-11, C4AF — 12-15. Удельная поверхность его составила 320 м 2 /кг. Химический состав цемента, % мас: SiO2 — 20,7; Al2O3 — 6,9; Fe2O3 — 4,6; CaO — 65,4; MgO — 1,3; SO3 — 0,4; п.п.п. — 0,5.

Исследованы пробы цемента после хранения в течение 7 суток при нормальных условиях (температура 20 ± 2 о С, влажность — не более 60 %) — контрольное значение прочности, после хранения в течение 4 и 12 месяцев в среде с влажностью около 80 % при температуре 20 ± 2 о С и после 4 месяцев хранения в такой же среде и дополнительного искусственного «состаривания» (влажность — более 90 %, температура 70-80 о С) в течение 48 часов.

Исследования проводились на образцах цементного камня, размерами 20*20*20 мм, полученных в результате твердения теста нормальной густоты при нормальных условиях (Табл.1) и после тепловлажностной обработки по режиму: подъем температуры в течение 3 часов, выдержка при температуре 85 о С в течение 6 часов и снижение температуры в течение 2 часов (Табл. 2). Количество добавки электролитов изменялось от 0,5 до 1,5 % от массы вяжущего. Добавки растворяли в воде при температуре 20 ± 2 о С, а затем вводили в цемент совместно с водой затворения.

Таблица 1. Влияние растворов электролитов с концентрацией 1% мас. на прочность
при сжатии (МПа) образцов, изготовленных из длительно хранившегося портландцемента, твердевших 28 суток в нормальных условиях

Прочность при сжатии, МПа, в зависимости от продолжительности
и условий хранения цемента

7 суток,
нормальные
условия

4 месяца,
влажные условия

12 месяцев,
влажные условия

4 месяца, влажные условия и искусствен. «состаривание»

Таблица 2. Влияние растворов электролитов с концентрацией 1% мас. на прочность при сжатии (МПа) образцов, изготовленных из длительно хранившегося портландцемента, твердевших при тепловлажностной обработке

Прочность при сжатии, МПа, в зависимости от продолжительности
и условий хранения цемента

7 суток,
нормальные
условия

4 месяца,
влажные условия

12 месяцев, влажные условия

4 месяца, влажные условия
и искусствен. «состаривание»

Анализ полученных результатов показывает, что длительное хранение цемента в условиях с повышенной влажностью приводит к существенному снижению прочности образцов. После 28 суток твердения при нормальных условиях это снижение составило: в случае 4 месяцев хранения — 30%, после 12 месяцев хранения — 63 %, после 4 месяцев хранения и дополнительного «состаривания» — 70% (Табл. 1).

Читайте так же:
Высокие температуры при производстве цемента

Концентрация растворов солей составляла 0,5; 1,0; 1,5% мас. Она относительно мало влияет на получаемые значения прочности при сжатии. Можно отметить, что во многих случаях более высокие результаты получены при концентрации растворов, равной 1% мас.

Значительно большее влияние оказывают заряды катиона и аниона соли. При этом однозарядные анионы (Cl — , NO3 — ) влияют практически одинаково. Сульфаты, имеющие двухзарядные анионы (SO4 2- ), обеспечивают значительно большее увеличение прочности, чем хлориды и нитраты. Возможно, это обусловлено взаимодействием сульфатов с клинкерными минералами, в первую очередь с С3А.

Повышение прочности цементных материалов при оптимальной дозировке добавок, содержащих сульфат-ионы, может быть связано с «армирующим» действием кристаллов высокосульфатного гидросульфоалюмината кальция. Кроме того, присутствие добавок, содержащих сульфат-ионы, в твердеющем клинкерном вяжущем интенсифицирует процесс гидратации силикатов кальция. Это приводит к увеличению объема новообразований, уплотнению цементного камня и снижению пористости, вследствие чего увеличивается механическая прочность.

Однозарядные катионы (Na + , K + ) влияют на прочность образцов незначительно и практически одинаково. Трехзарядные катионы (Al 3+ , Fe 3+ ) обеспечивают существенное увеличение прочности образцов.

Далее в Таблицах 1, 2 приведены результаты определения прочности образцов, содержащих добавки электролитов с многозарадными катионами. Данные указаны для концентрации электролитов, составляющей 1 % мас.

Повышение прочности образцов по сравнению с контрольными образцами, не содержащими добавок электролитов, составило после твердения при нормальных условиях образцов из исходного цемента (7 суток хранения при нормальных условиях) для 1 %-ных растворов Al2(SO4)3 и Fe2(SO4)3 30 и 24 % (Табл. 1). Если цемент был подвергнут длительному хранению, прочность образцов, содержащих добавки электролитов, снижается относительно исходного значения. Однако это снижение прочности заметно меньше, чем у цемента без добавок электролитов.

В итоге, прочность образцов полученных из цемента, длительно хранившегося во влажных условиях в течение соответственно 4 месяцев, 12 месяцев и 4 месяцев с дополнительным «состариванием», превышает прочность образцов без добавок электролитов. Это превышение составляет в случае 1 %-ных растворов солей, соответственно: для Al2(SO4)3 — 45; 69 и 57 %, для Fe2(SO4)3 — 36; 54 и 43 %.

Образцы с добавкой 1 % Al2(SO4)3 после 4 месяцев хранения цемента во влажных условиях имеют такую же прочность, как образцы без добавок в исходном состоянии. После 12 месяцев хранения цемента во влажных условиях прочность образцов с добавкой 1 % мас. Al2(SO4)3 такова же, как у образцов исходного цемента после хранения его в тех же условиях в течение 4 месяцев.

Таким образом, использование добавок электролитов с многозарядными катионами (Al 3+ , Fe 3+ ) и двухзарядным анионом (SO4 2- ) обеспечивает восстановление активности цемента, длительно хранившегося во влажной среде после твердения при нормальных условиях.

Результаты, полученные при тепловлажностной обработке образцов, изготовленных из длительно хранившегося портландцемента, аналогичны тем, которые получены в случае твердения образцов при нормальных условиях (Табл. 2).

Значения прочности образцов в случае тепловлажностной обработки ниже, чем в случае твердения при нормальных условиях. Особенно это проявляется при хранении цемента во влажных условиях и дополнительном его «состаривании». Относительное снижение прочности образцов после тепловлажностной обработки близко к тому, что наблюдается при твердении в нормальных условиях.

Действие зарядов катиона и аниона соли и концентрации ее раствора близки в обоих случаях твердения образцов. Следует отметить, что при введении 1 % Al2(SO4)3 или Fe2(SO4)3 прочность образцов, изготовленных из длительно хранившегося цемента, существенно превышает прочность аналогичных контрольных образцов (без добавок электролитов). Это превышение прочности в случае хранения цемента во влажной среде в течение 4, 12 месяцев и 4 месяцев с дополнительным «состариванием» составляет при добавлении 1 % электролитов соответственно: для Al2(SO4)3 — 41; 49 и 100 %, для Fe2(SO4)3 — 11; 31 и 70 %. Образцы с добавкой 1 % Al2(SO4)3 имеют после 4 месяцев хранения во влажных условиях такое же значение прочности, как и у исходного цемента. После 12 месяцев хранения цемента во влажных условиях прочность образцов после тепловлажностной обработки близка к их прочности без добавок, полученных из цемента, хранившегося в течение 4 месяцев в такой же среде.

Таким образом, введение добавок электролитов с многозарядными катионами и анионами (1 % Al2(SO4)3 или Fe2(SO4)3 ) обеспечивает повышение прочности цементных образцов на 20 — 30 % в случае исходного цемента и на 50 — 70 % в случае длительно хранившегося цемента. Это обусловливает восстановление свойств цемента после его длительного хранения. Влияние электролитов с многозарадными катионами и анионами может быть обусловлено их воздействием на заряд поверхности частиц цемента и ионообменным взаимодействием между раствором затворения и цементными частицами.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector