5. Сроки схватывания цемента

Сроки схватывания цемента определяют на цементном тесте нормальной густоты с помощью прибора Вика с иглой. Цементное тесто готовят аналогично методике 4. Готовое тесто помещают в кольцо прибора Вика и устанавливают на столик прибора. Стержень опускают до соприкосновения иглы с поверхностью теста и в этом положении закрепляют винтом. Затем винт освобождают, давая стержню с иглой свободно погружаться в тесто.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, при этом кольцо после каждого погружения передвигают таким образом, чтобы игла не попадала в прежнее место. После каждого погружения иглу вытирают. Во время испытаний прибор должен находиться в затененном месте, где нет сквозняков, и не должен подвергаться сотрясениям.

Началом схватывания цементного теста считается время, прошедшее от начала затворения теста (момента приливания воды к цементу) до момента, когда игла не доходит до пластины на 1…2 мм; концом схватывания – время от начала затворения до момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1..2 мм.

6. Определение марки (или активности) цемента

Марку цемента, или его активность, определяют по прочности на сжатие и изгиб стандартных образцов размером 40х40х160 мм, изготовленных из цементно-песчаного раствора состава 1:3 нормальной консистенции, после необходимого срока твердения (для портландцемента шлакопортландцемента и пуццоланового цемента – 28 суток, для быстротвердеющего портландцемента -3 и 28 сут., для глиноземистого – 3 сут) в стандартных условиях.

При определении марки используют стандартный песок, что позволяет исключить влияние качества песка на прочность испытуемого цемента. Стандартный песок (ГОСТ 6139-91) представляет собой чистый кварцевый песок (содержание SiO₂ ≤ 0,05%, влажность ≤ 0,2% ). Стандарт предполагает возможность использования двух вариантов зернового состава песка:

- монофракционный: содержание зерен фракции 0,9…0,5 мм – не менее 91%;

- полифракционный, который готовят смешиванием фракций в следующем количестве:

фракция, мм 2,0…1,0 1,0…0,5 0,5…0,16 0,16…0,08

Частный остаток,% 33±5 34±5 10±5 12±1

Приготовление теста нормальной консистенции. Для приготовления необходимого количества цементно-песчаного раствора состава 1:3 (по массе) отвешивают 500г испытуемого цемента и 1500г стандартного песка и высыпают их в предварительно протертую мокрой тканью чашу. Цемент с песком перемешивают в течение 1 мин. Затем в центре сухой смеси делают лунку, вливают в нее воду и дают ей впитаться в течение 0,5 мин, после чего смесь перемешивают вручную в течение 1 мин.

Подготовленный таким образом раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу мешалки и перемешивают в ней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши).

Как исключение смесь можно перемешивать вручную не менее 5 мин круглым шпателем в сферической чаше.

По окончании перемешивания определяют консистенцию раствора. Для этого применяют встряхивающий столик, представляющий собой металлический диск, покрытый шлифованным стеклом. При вращении кулачка диск с помощью штока, скользящего в направляющих, поднимется на 10 мм, а затем резко падает. Таким образом. имитируется виброуплотнение раствора. На стекло ставят коническую форму с загрузочной воронкой. Внутреннюю поверхность конуса и стекло протирают влажной тканью.

Для определения консистенции раствор укладывают в форму-конус в два приема (слоями равной толщины). Каждый слой уплотняют стальной штыковкой диаметром 20 мм, массой (350±20 г). Нижний слой штыкуют 15 раз, верхний-10. Далее снимают загрузочную воронку, излишек раствора срезают ножом и осторожно снимают форму-конус.

Полученный конус цементного раствора встряхивают на столике 30 раз в течение (30±5 сек). Затем штангенциркулем или металлической линейкой измеряют диаметр конуса по нижнему основанию в двух взаимно перпендикулярных направлениях и берут среднее значение.

Консистенция раствора считается нормальной, если расплыв конуса составляет 106…115 мм. Водоцементное отношение, полученное при достижении данного расплыва, принимают для проведения дальнейших испытаний.

Изготовление образцов. Разъемные формы, в которых изготавливают образцы, рассчитаны на3 образца. Перед заполнением форму протирают машинным маслом и устанавливают на виброплощадку. Форму заполняют ~ на 1 см и включают виброплощадку. Затем в течение 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно заполняют раствором. По истечении 3 мин виброплощадку отключают и снимают с нее форму. Ножом снимают излишек раствора, заглаживают поверхность образцов и маркируют их.

Определение марки цемента. Марку цемента находят по результатам пределов прочности при сжатии и изгибе образцов-балочек в возрасте, обусловленном стандартом.

Предел прочности при изгибе производят на машинах, обеспечивающих нарастание нагрузки в среднем (50±10)Н в сек. Образец устанавливают на опорные элементы машины. Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее арифметическое из двух наибольших значений результатов испытания 3 образцов.

Передел прочности при сжатии. Полученные после испытания на изгиб 6 половинок балочек сразу же подвергают испытанию на сжатие на прессах с предельной нагрузкой 200…500 кН. Для того, чтобы результаты испытаний половинок были сопоставимы, несмотря на разный размер, используют металлические пластины, через которые нагрузка от плит пресса передается на образец. Площадь пластин – 25 см².

Половинку балочки помещают между пластинами таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы, находились на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно прилегали к торцовой гладкой грани образца. Образец с пластинами помещают на нижнюю плиту пресса в центре ее. Скорость нарастания нагрузки – (5±1,25)кН в сек.

Предел прочности при сжатии R_сж (МПа) каждого образца определяют по формуле

R_сж = 10(F_раз/S)

где F_раз – разрушающая нагрузка, кН;

S – площадь металлических пластинок, см².

Марку цемента устанавливают по табл. 11

Таблица 11

Зависимость марки цемента от механических характеристик

Наименование цемента	Марка цемента	Предел прочности при изгибе, МПа (кгс/см2), в возрасте, сут		Предел прочности при сжатии, МПа (кгс/см2), в возрас-те, сут
		3	28	3	28
Портландцемент, портландцемент с минеральными добавками, щлакопортландцемент Быстротвердеющий портландцемент Быстротвердеющий шлакопортландцемент	300 400 500 550 600 400 500 400	- - - - - 3,9(40) 4,4(45) 3,4(35)	4,4(45) 5,4(55) 5,9(60) 6,1(62) 6,4(65) 5,4(55) 5,9(60) 5,4(55)	- - - - - 24,5(250) 27,5(280) 19,6(200)	29,4(300) 39,2(400) 49,0(500) 53,9(550) 58,8(600) 39,2(400) 49,0(500) 39,2(400)