13 Вопрос

При оценке свойств вяжущих веществ испытывают как само по себе вяжущее (в виде порошка), так и составы, в которые вяжущее входит в качестве одного из компонентов (тесто=вяжущее+вода или раствор=вяжущее+вода+песок). Содержание воды подбирают таким, чтобы приготовленная смесь (тесто или растворная смесь) для изготовления образцов имела бы стандартную консистенцию (нормальную густоту). Количество воды, необходимое для получения смеси нормальной густоты, называется водопотребностью вяжущего (теста) или раствора.

Определение водопотребности цемента (нормальной густоты теста) производят с помощью прибора Викá. Иглу прибора Вика заменяют металлическим цилиндром – пестиком.Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве 23…30 % от массы цемента.

По ГОСТ 310 тесто перемешивают вручную в течение 5 мин и заполняют им в один прием кольцо прибора Вика, постукивая подставкой с кольцом о стол 5…6 раз. Избыток теста срезают и поверхность заглаживают. Пестик немедленно приводят в соприкосновение с тестом и сразу же дают ему погружаться в течение 30 с. По ГОСТ 30744 тесто перемешивают в специальном смесителе по режиму "90 с перемешивание + 5 с остановка + 90 с перемешивание" и переносят в один прием в кольцо , но без уплотнения или вибрации. Время от начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Фиксируют глубину погружения также за 30 с.Нормальной (в обоих стандартах) считается густота, при которой пестик не доходит до дна на 5…7 мм.Обычно водопотребность цемента составляет 24…28 % от массы цемента (В/Ц=0,24…0,28).

Определение сроков схватывания. Пестик прибора заменяют иглой Отвешивают 400 г цемента и воду в количестве 23…30 % от массы цемента. Готовят тесто нормальной густоты и заполняют им кольцо прибора Вика. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста и фиксируют винтом 5 (верхним). Погружение иглы (отпусканием винта) производят с интервалом 10 мин, каждый раз в новое место. Перед погружением иглу протирают влажной тканью. Сроки схватывания считают от начала затворения до следующего момента: начало схватывания – когда игла не доходит до дна: по ГОСТ 310 – на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 3…5  мм; конец схватывания – когда игла погружается в тесто: по ГОСТ 310 – не более чем на 1…2 мм, а по ГОСТ 30744 – на 0,5 мм.

Определение конца схватывания по ГОСТ 30744 отличается двумя моментами: 1) обычную (длинную) иглу в приборе Вика заменяют на короткую иглу с кольцеобразной насадкой, позволяющей точно фиксировать наступление конца схватывания; 2) кольцо с цементным тестом переворачивают широким основанием вверх.

Определение равномерности измерения объема кипячением в воде. При твердении цементного теста иногда наблюдается искривление изделий, их растрескивание или полное разрушение. При­чиной этого является наличие свободной (не свя­занной в соединения с другими окислами) извести.При затворении цемента водой происходит гашение свобод­ной извести [CaO+H2O=Ca(OH)2], которое сопровождается увеличением объема твердой фазы. Если бы увеличение объема происходило до начала схватывания цемента, то коробления или растрескивания изделий не было бы, т.к. структура пластичного теста способна к самовосстановлению. В отличие от быстрогасящейся воздушной извести, получаемой при тем­пературе 900…1100 °С, известь в портландцементе, обжигаемом при 1450 °С, представляет собой "пережог" и гасится медленно. При испытаниях этот процесс ускоряют кипячением образцов в воде.По ГОСТ 310 две навески теста нормальной густоты по 75 г каждая скатывают в шарики, кладут на стеклянные пластинки и, постукивая о стол, превращают в лепешки. Первые 24 часа лепешки хранят во влажном пространстве (в ванне с гидравлическим затвором) ,затем кипятят в воде в течение 3 ч. После охлаждения их вынимают и осматривают. Признаками неравномерности изменения объема являются: 1) коробление лепешек; 2) появление сетки мелких трещин; 3) наличие радиальных трещин; 4) полное разрушение лепешек. По ГОСТ 30744 два кольца Ле-Шателье устанавливают на пластинки и наполняют в один прием цементным тестом нормальной густоты без уплотнения или вибрации. Избыток теста срезают ножом, накрывают кольца сверху другими пластинками с пригрузом и помещают в камеру влажного хранения на 24 ч. После этого измеряют штангенциркулем расстояние d между концами индикаторных игл с точностью до 0,5 мм, освобождают от пластинок и пригруза и кипятят в воде в течение 3 ч. Затем кольца извлекают, охлаждают и измеряют расстояние f между концами игл. Вычисляют разность z=f-d для каждого кольца.

ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА В СОСТАВЕ РАСТВОРА

Определение пределов прочности при изгибе и при сжатии образцов-балочек из цементного раствора

Методика испытания по ГОСТ 310Приготовление растворной смеси в бегунковой растворомешалке. Отвешивают 1500 г стандартного монофракционного песка и 500 г цемента, высыпают в сферическую чашку, предварительно протертую мокрой тканью, и перемешивают вручную 1 мин. В центре сухой смеси делают лунку и добавляют воду, количество которой берут предварительно равным 200 г (В/Ц=0,40), но затем уточняют по нормальной густоте растворной смеси. Воде дают впитаться в течение 30 с, после чего перемешивают смесь 1 мин вручную и 2,5 мин в стандартной растворомешалке.Определение водопотребности (нормальной густоты) растворной смеси. Смесь укладывают 2-мя слоями в форму-конус, установленную на встряхивающем столике, первый слой уплотняют штыкованием 15 раз, второй – 10 раз, после чего срезают избыток смеси и снимают форму-конус. Вращением рукоятки производят 30 встряхиваний (падений с высоты 10 мм) в течение 30 с и измеряют диаметр нижнего основания конуса (расплыв конуса РК). При В/Ц=0,40 нормальной считается густота, при которой РК=106…115 мм. Если РК<106 мм, В/Ц увеличивают до получения РК=106…108 мм. Если РК>115 мм, В/Ц уменьшают до получения РК=113…115 мм.

Изготовление образцов. Растворную смесь нормальной густоты укладывают в трехсекционную форму, закрепленную с насадкой на стандартной виброплощадке, и уплотняют вибрированием в течение 3 мин. До включения виброплощадки в каждую секцию укладывают смесь слоем в ~1 см. Оставшуюся смесь укладывают в течение первых двух минут вибрирования. По окончании вибрирования насадку снимают, избыток смеси срезают и поверхность образцов заглаживают. Образцы хранят 24 часа в формах во влажном пространстве, затем освобождают от форм и хранят до испытания в воде при температуре (202) С.

Испытание образцов производят в возрасте 28 суток сначала на изгиб, а полученные шесть половинок балочек – на сжатие с помощью стандартных пластин, с рабочей площадью 25 см2. Предел прочности на сжа­тие определяют как частное от деления разрушаю­щей нагрузки на рабочую площадь пластины. Полученное по 6 образцам среднее значение предела прочности при сжатии называется активностью цемента и обозначается Rц.

Методика испытания по ГОСТ 30744

Приготовление растворной смеси. Отвешивают 1350 г стандартного полифракционного песка, 450 г цемента, 225 г воды (В/Ц=0,50) и перемешивают в лопастном стандартном растворосмесителе сначала цемент с водой на малой скорости вращения лопасти в течение 30 с, затем добавляют песок и перемешивают на большой скорости по режиму: 30 с перемешивание – 90 с остановка – 60 с перемешивание.

Изготовление образцов. Смесь укладывают двумя слоями в трехсекционную форму, закрепленную с насадкой на платформе встряхивающего устройства. Сначала укладывают приблизительно по 300 г смеси в каждую секцию. Уложенную смесь разравнивают лопаткой для первого слоя и уплотняют 60 ударами (падениями с высоты 15 мм) встряхивающего стола. Затем отсеки заполняют оставшейся смесью, которую разравнивают лопаткой для второго слоя и уплотняют циклом из 60 ударов. Далее поступают, так же как и при испытании по ГОСТ 310, однако рекомендуются нажимные пластины размерами 40×40, но допустимы и пластины 40×62,5 мм. R28=1,4R7.

Технические требования к цементам. Согласно ГОСТ 10178 по прочности цементы подразделяются на марки

Марки цемента и требования к ним

Марка		300	400	500	550	600
Предел прочности, МПа, должен быть не менее	при изгибе	4,5	5,5	6,0	6,2	6,5
	при сжатии	30,0	40,0	50,0	55,0	60,0

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее 10 часов от начала затворения.

Цементы должны показать равномерность измерения объема. Остаток на сите № 008 не должен превышать 15 % от массы пробы.

Согласно ГОСТ 31108 по прочности на сжатие цементы подразделяются на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5, а по скорости твердения – на два подкласса: Н – нормально твердеющий и Б – быстротвердеющий.Классы цемента и требования к ним

Класс цемента	Прочность на сжатие, МПа, в возрасте, сутки, не менее			Начало схваты- вания, мин, не ранее	Показатель равномерности изменения объема z, мм, не более
	2	7	28
22,5 Н	-	11	22,5	75	10
32,5 Н	-	16	32,5
32,5 Б	10	-
42,5 Н	10	-	42,5	60
42,5 Б	20	-
52,5 Н	20	-	52,5	45
52,5 Б	30	-

1

2