Solomentsev_materialoved1

приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством, затем быстро освобождают его и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30с с момента освобождения стержня производят отсчёт погружения по шкале. Кольцо с тестом при отсчёте не должно подвергаться толчкам. При несоответствующей консистенции цементного теста изменяют количество воды и вновь затворяют тесто, добиваясь погружения пестика на глубину, указанную в п.5.3. Количество добавляемой воды для получения теста нормальной густоты определяют с точностью до 0,25%.

6 Определение сроков схватывания цементного теста

6.1Для определения сроков схватывания используют прибор Вика с иглой 7 (приложение В) и цементное тесто нормальной густоты (см. раздел 5).

6.2Перед началом испытания проверяют, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, как указано в п.5.3. Кроме того, проверяют чистоту поверхности и отсутствие искривлений иглы. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста нормальной густоты, приготовленного и уложенного в кольцо по пп. 5.4 и 5.5.

Вэтом положении закрепляют стержень стопором, затем освобождают стержень, давая игле свободно погружаться в тесто. В начале испытания, пока тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается слегка её задерживать при погружении в тесто. Как только тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Момент начала схватывания определяют при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, передвигая кольцо после каждого погружения для того, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают.

41

Во время испытания прибор должен находиться в затенённом месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

6.3 Началом схватывания цементного теста считают время, прошедшее от начала затворения (момента приливания воды) до того момента, когда игла не доходит до пластинки на 2-4 мм. Концом схватывания цементного теста считают время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1-2 мм.

7 Определение равномерности изменения объёма цемента

7.1Для определения равномерности изменения объёма используют приборы и оборудования по п.5.1., а также бачок для испытания кипячением и ванну с гидравлическим затвором. Внутри бачка помещают съёмную решётчатую полку для лепёшек, которая находится на расстоянии не менее 5см от дна бачка. Уровень воды в бачке должен перекрывать лепёшки на 4-6см в течении всего времени кипячения. Бачок с водой нагревают на любом нагревательном приборе, обеспечивающем доведение воды в бачке до кипения за 30-45 мин.

Ванну с гидравлическим затвором для хранения образцов (приложение Д) изготавливают из стойкого к коррозии металла. В ваннах устанавливают решётки для размещения на них образцов. Под решёткой всегда должна быть вода.

7.2Для испытания на равномерность изменения объёма цемента готовят тесто нормальной густоты согласно пп. 5.4 и 5.5.

Две навески теста массой 75г каждая, приготовленные в виде шариков, помещают на стеклянную пластинку, предварительно протёртую машинным маслом. Постукивают ею о твёрдое основание до образования из шариков лепёшек диаметром 7-8см и толщиной в середине около 1см. Лепёшки заглаживают смоченным водой ножом от наружных краёв к центру до образования острых краёв и гладкой закруглённой поверхности и хранят в течение (24+2) часа с

42

момента изготовления в ванне с гидравлическим затвором. Затем две цементные лепёшки вынимают из ванны, снимают с пластинок и помещают в бачок с водой на решётку. Воду в бачке доводят до кипячения, после чего лепёшки в бачке охлаждают и производят их внешний осмотр сразу после извлечения из воды.

7.3 Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равномерности изменения объёма, если на лицевой стороне лепёшек не обнаружено радиальных, доходящих до краёв, трещин или сетки мелких трещин, видимых невооружённым глазом или в лупу, а также каких-либо искривлений и увеличения объёма лепёшек. Искривления обнаруживают при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепёшки, при этом обнаруживаемые искривления не должны превышать 2мм на краю или в середине лепёшки. Допускается в первые сутки после испытаний появление трещин усыхания, не доходящих до краёв лепёшек, при условии сохранения звонкого звука при постукивании лепёшек одна о другую. Образцы лепёшек, выдержавших и не выдержавших испытание на равномерность изменения объёма, приведены в приложении Д.

8 Определение предела прочности при изгибе и сжатии

8.1 Для определения прочности при изгибе и сжатии используются следующие приборы и оборудование: 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.

43

8.2Схема мешалки и её основные размеры, конструкция встряхивающего столика и формы конуса, форма и размеры штыковки приведены в приложении Е.

Число оборотов чаши мешалки в минуту должно быть 8+0,5, а валика мешалки 72+5. Число оборотов чаши мешалки при перемешивании каждой пробы должно быть 20, после чего мешалка автоматически отключается.

Конструкция встряхивающего столика должна обеспечивать плавный без перекосов подъём подвижной части на высоту (10+0,5) мм и её свободное падение с этой высоты до удара о неподвижную преграду. Масса перемещающейся части столика должна быть (3500+100) г при изготовлении.

Число встряхиваний за рабочий цикл определения расплыва должно составлять 30с периодичностью одно встряхивание в секунду.

Принцип действия встряхивающего столика следующий: при помощи кулачка 1, получающего движение от привода, перемещающаяся часть, состоящая из диска 2 и штока 3, поднимается на заданную высоту и затем совершает свободное падение до удара о неподвижную преграду – станину 4. Диаметр диска 2 должен быть в пределах от 200 до 300мм.

Столик должен быть установлен горизонтально, форма – конус устанавливается в центре диска столика. Для точной установки формы – конуса на диске столика и предохранения её от смещения в процессе штыкования раствора может использоваться центрирующее устройство 8.

Масса штыковки для уплотнения раствора в форме – конусе должна составлять (350+20) г.

8.3Конструкция форм для образцов балочек и насадки к ним приведены в приложении Ж. Разъёмные формы для образцов балочек имеют размеры 40х40х160 мм и предназначены для изготовления трёх образцов балочек. Насадка к формам балочек должна плотно прилегать к верхним граням Стенок формы. Размеры окна насадки должны соответствовать размерам рабочего про-

44

странства формы. Допускается применять насадку без внутренних разделительных перегородок.

8.4Вибрационная площадка для уплотнения цементного раствора в формах балочек должна иметь вертикальные колебания с амплитудой (0,35+0,03) мм, частотой колебаний 3000-200 в минуту и быть укомплектована реле времени.

8.5Для испытания образцов балочек на изгиб используются приборы со скоростью нарастания испытательной нагрузки (0,05+0,01) кН/с. Нагружение образца производится в режиме чистого изгиба по схеме, представленной в приложении З.

Для определения предела прочности образцов при сжатии используются гидравлические пресса с пределом нагрузки до 500 кН.

8.6Определение консистенции цементного раствора

8.6.1Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г нормального песка по ГОСТ 6139-2003 «Песок стандартный для испытаний цемента» и 500г цемента, высыпают их в предварительно протёртую мокрой тканью сферическую чашу, перемешивают цемент с песком лопаткой в течении 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в неё воду в количестве 200г (В/ц = 0,40), дают воде впитаться в течении 0,5 мин и перемешивают смесь в течении 1 мин, затем в мешалке в течение 2,5 мин.

8.6.2Форму – конус устанавливают в центре диска встряхивающего столика. Внутреннюю поверхность конуса и диск столика перед испытанием протирают влажной тканью, заполняют форму - конус наполовину высоты и уплотняют 15 штыкованиями металлической штыковкой. Затем наполняют конус раствором с небольшим избытком и штыкуют 10 раз, снимают избыток раствора ножом, конус удаляют в вертикальном направлении.

8.6.3Раствор встряхивают на столике 30 раз за (30+5) с, после чего штангенциркулем измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение. Расплыв конуса с В/Ц=0,40 должен быть в пределах 106-115 мм. Водоцементное отношение, по-

45

лученное при достижении расплыва конуса 106-115 мм, принимают для приготовления цементного раствора и изготовления образцов балочек.

8.7 Изготовление образцов балочек

8.7.1Непосредственно перед изготовлением образцов внутреннюю поверхность стенок и дно форм слегка смазывают машинным маслом. На собранную форму устанавливают насадку. Для каждого установленного срока испытаний изготавливают по три образца (одна форма).

8.7.2Форму балочек с насадкой закрепляют в центре виброплощадки, наполняют примерно 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 и избыток раствора удаляют ножом, образцы маркируют.

8.7.3Образцы в формах хранят (24+1) ч в ванне с гидравлическим затвором, затем 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 суток.

8.7.4По истечении срока хранения образцы вынимают из воды и не позднее чем через 30 мин подвергают испытанию. Непосредственно перед испытанием образцы должны быть насухо вытерты.

8.8Определение предела прочности при изгибе

8.8.1Образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, что его горизонтальные при изготовлении грани находились в вертикальном положении. Схема расположения образца на опорных элементах показана в приложении З.

8.8.2Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое значение двух наибольших результатов испытаний трёх образцов.

8.9Определение предела прочности при сжатии

46

8.9.1Полученные после испытания на изгиб шесть половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие. Половинку балочки помещают между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцевой гладкой плоскости образца (приложение З). Образец вместе с пластинами центрируют на опорной плите пресса. Средняя скорость нарастания нагрузки при испытании должна быть (2,0+0,5) МПа/с.

8.9.2Предел прочности при сжатии отдельного образца вычисляют как частное от деления величины разрушающей нагрузки (в кгс) на рабочую площадь пластинки (в см2) т.е. на 25 см2.

8.9.3Предел прочности при сжатии вычисляют как среднее арифметическое значение четырёх наибольших результатов испытания шести образцов.

8.10 Полученные значения предела прочности заносят в журнал испытаний (приложение Г). В заключении о соответствии цемента указывают марку цемента по приложению Б.

9 Порядок проведения и сдачи лабораторной работы

9.1Карта процесса проведения и сдачи лабораторной работы приведена в приложении Л.

9.2За несколько дней до лабораторной работы студент должен провести самостоятельную подготовку к занятиям: изучить лекционный материал и настоящие методические указания, подготовить к работе лабораторный журнал по форме приложения Г.

На лабораторных занятиях студент должен иметь лабораторную тетрадь для записей и подсчётов результатов испытаний, лабораторный журнал испытаний портландцемента, конспект лекций и настоящие методические указания.

9.3После проведения разъяснений преподавателем – лектором материалов лабораторной работы группа делится на три бригады для определения тонкости помола, нормальной густоты цементного теста и сроков схватывания; для

47

определения консистенции цементного раствора; для изготовления образцов балочек и определения предела прочности при изгибе и сжатии.

9.4Испытания портландцемента проводятся каждой бригадой отдельно под руководством преподавателя по проведению лабораторной работы.

9.5Закончив испытания, студенты обрабатывают результаты испытаний в бригадах, затем обмениваются полученными данными между бригадами.

9.6Журнал испытаний портландцемента является и отчётом о выполнении лабораторной работы (приложение Г) и оформляется студентами в индивидуальном порядке.

9.7Сдача отчёта преподавателю производится после полного и аккуратного его оформления студентом. Сдача отчёта проходит в виде собеседования преподавателя со студентом и ответов студента на вопросы преподавателя.

48

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Перечень нормативных документов и учебной литературы

1ГОСТ 310.1-76 Цементы. Методы испытаний. Общие положения.

2ГОСТ 310.2-76 Цементы. Методы определения тонкости помола.

3ГОСТ 310.3-76 Цементы. Методы определения нормальной густоты, сроков схватывания и равномерности изменения объёма.

4ГОСТ 310.4-81 Цементы. Методы определения предела прочности при изгибе и сжатии.

5ГОСТ 6139-2003 Песок стандартный для испытаний цемента. Технические условия.

6ГОСТ 10178-85 Портландцемент и шлакопортландцемент. Технические условия.

7Грушко, И.М. Испытания дорожно-строительных материалов. Лабораторный практикум [Текст]: учебное пособие для вузов / И.М. Грушко, В.А. Золотарёв, Н.Ф. Глущенко. – М.: Транспорт, 1985. – 200 с.

8Грушко, И.М. Дорожно–строительные материалы [Текст]: учеб. для вузов / И.М. Грушко, И.В. Королёв, И.М. Борщ, Г.М. Мищенко. – М.: Транспорт, 1991. –357с.

49

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Соотношение между марками портландцемента по прочности и пределами прочности при изгибе и сжатии по ГОСТ 10178-85

		Предел прочности, МПа (кг/см2),
Обозначение	Гарантированная		не менее
цемента	марка
		при изгибе		при сжатии
		в возрасте 28 суток		в возрасте 28 суток
1	2	3		4
Портландцемент	300	4,4 (45)		29,4 (300)
ПЦ-ДО, ПЦ-Д5,
	400	5,4 (55)		39,2 (400)
ПЦ Д20
	500	5,9 (60)		49,0 (500)
	550	6,1 (62)		53,9 (550)
	600	6,4 (65)		58,8 (600)

50