280

Министерство образования и науки РФ

Федеральное Государственное Бюджетное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования «СибАДИ»

Кафедра строительных материалов и специальных технологий

ИСПЫТАНИЕ ЦЕМЕНТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

ПОЛИФРАКЦИОННОГО ПЕСКА

Методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Строительные материалы»

Составитель Е.В. Гурова

Омск

СибАДИ

2012

4

УДК 666.9 ББК 35.45

Рецензент канд. техн. наук, доц. С.А. Эмралиева

Работа одобрена научно-методическим советом специальности 270106 в качестве методических указаний к лабораторной работе по дисциплине «Строительные материалы» для студентов направления 270800.62 «Строительство» инженерно-строительного института СибАДИ.

Испытание цемента с использованием полифракционного песка:

методические указания к лабораторной работе по дисциплине «Строительные материалы» / сост. Е.В. Гурова. − Омск: СибАДИ, 2012. − 24с.

Методические указания содержат классификацию цементов общестроительного назначения, требования к их вещественному составу и физико-механическим свойствам, а также условное обозначение цементов. Приведены стандартные методы испытания цемента в пластичных растворах с использованием полифракционного песка и специального оборудования.

При составлении методических указаний использованы действующие нормативно-технические документы, гармонизированные с европейскими стандартами.

Табл. 4. Ил. 5. Прил. 2. Библиогр.: 6 назв.

© ФГБОУ «СибАДИ», 2012

5

ВВЕДЕНИЕ

В разных странах применяют существенно различающиеся методы определения основных физико-механических свойств цемента

– прочности, водопотребности, сроков схватывания, равномерности изменения объема, что затрудняет сопоставление их качества. В связи с этим Европейским комитетом по стандартизации (СЕN) принят стандарт EN 197-1 [1], устанавливающий единые для всех стран Евросоюза (ЕС) классификацию, технические требования и методы установления соответствия качества цементов требованиям стандарта. Требования EN 197-1 в части классификации и критериев соответствия учтены в ГОСТ 30515 [2].

С 2008 г часть российских цементных заводов перешла на производство цемента по ГОСТ 31108 [3]. Основные отличия настоящего стандарта от ГОСТ 10178 [4] сводятся к следующему:

−вместо марок введены классы прочности на сжатие. Значения классов прочности имеют вероятностный характер и установлены с доверительной вероятностью 95%;

−дополнительно установлены нормативы по прочности в возрасте 2 и 7 сут;

−введено разделение цементов по скорости твердения на нормальнотвердеющие и быстротвердеющие, что позволит

минимизировать расход цемента в строительстве за счет его оптимального подбора по скорости твердения.

Физико-механические испытания цемента проводятся с использованием полифракционного песка и специального оборудования [5, 6].

Классификация общестроительных цементов

По вещественному составу, приведенному в табл. 1, цементы подразделяют на пять типов:

−ЦЕМ I – портландцемент;

−ЦЕМ II – портландцемент с минеральными добавками;

−ЦЕМ III – шлакопортландцемент;

−ЦЕМ IV – пуццолановый цемент;

−ЦЕМ V – композиционный цемент.

По содержанию портландцементного клинкера и добавок

цементы типов ЦЕМ II-ЦЕМ V подразделяют на подтипы А и В.

6

По прочности на сжатие в возрасте 28 сут цементы подразделяют на классы: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

По прочности на сжатие в возрасте 2 (7) сут (скорости твердения) каждый класс цементов, кроме класса 22,5, подразделяют на два подкласса: Н (нормальнотвердеющий) и Б (быстротвердеющий) в соответствии с табл. 2.

По срокам схватывания цементы подразделяют на:

−медленносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания более 2 ч;

−нормальносхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания от 45 мин до 2 ч;

−быстросхватывающиеся – с нормируемым сроком начала схватывания менее 45 мин.

Таблица 1

7

* Значения относятся к сумме основных и вспомогательных компонентов цемента, кроме гипса, принятой за 100%.

** В наименовании цементов типа ЦЕМ II (кроме композиционного портландцемента) вместо слов "с минеральными добавками" указывают наименование минеральных добавок – основных компонентов.

*** Обозначение вида минеральных добавок – основных компонентов должно быть указано в наименовании цемента.

Примечание. В таблице приведен вещественный состав портландцемента со шлаком подтипов А и В; для остальных цементов типа ЦЕМ II и цементов типов ЦЕМ III-ЦЕМ V приведен вещественный состав подтипа А.

Требования к физико-механическим свойствам цементов приведены в табл. 2.

8

Условное обозначение цементов должно состоять из:

−наименования цемента;

−сокращенного обозначения цемента, включающего обозначение типа и подтипа цемента и вида добавки;

−класса прочности;

−обозначения подкласса;

−обозначения стандарта.

Примеры условных обозначений:

1.Портландцемент класса 42,5 быстротвердеющий:

Портландцемент ЦЕМ I 42,5Б ГОСТ 31108-2003.

2.Портландцемент со шлаком (Ш) от 21% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Портландцемент со шлаком ЦЕМ II/В-Ш 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

3.Портландцемент с известняком (И) от 6% до 20%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Портландцемент с известняком ЦЕМ II/А-И 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

4.Композиционный портландцемент с суммарным содержанием доменного гранулированного шлака (Ш), золы-уноса (З) и известняка (И) от 6% до 20%, класса прочности 32,5, быстротвердеющий:

Композиционный портландцемент ЦЕМ II/А-К(Ш-З-И) 32,5Б ГОСТ

31108-2003.

5.Шлакопортландцемент с содержанием доменного гранулированного шлака от 36% до 65%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Шлакопортландцемент ЦЕМ III/A 32,5H ГОСТ 31108-2003.

6.Пуццолановый цемент с суммарным содержанием пуццоланы (П), золы-уноса (З) и микрокремнезема (МК) от 21% до 35%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Пуццолановый цемент ЦЕМ IV/A (П-З-МК) 32,5Н ГОСТ 31108-2003.

7.Композиционный цемент с содержанием доменного гранулированного шлака (Ш) от 11% до 30% и золы-уноса (З) от 11% до 30%, класса прочности 32,5, нормальнотвердеющий:

Композиционный цемент ЦЕМ V/A(Ш-З) 32,5H ГОСТ 31108-2003.

Целью данной лабораторной работы является ознакомление студентов с методами определения физико-механических свойств цемента с использованием полифракционного песка.

9

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ТОНКОСТИ ПОМОЛА

1.1.Определение тонкости помола по остатку на сите

Средства контроля: сито с сеткой № 009 (допускается применение сита с сеткой № 008); прибор для механического или пневматического просеивания; весы; колба; стержень; лупа.

Подготовка и проведение испытания

Отбирают необходимое количество цемента, помещают в стеклянную колбу, закрывают пробкой и встряхивают вручную в течение 2 мин для дезагрегирования, после чего оставляют в покое на 2 мин, а затем перемешивают чистым сухим стержнем для равномерного распределения мелких частиц.

Перед проведением испытания сетку сита осматривают в лупу и при обнаружении каких либо дефектов (дырки, отход сетки от обоймы и др.) ее заменяют. Сито должно быть сухим и чистым.

При ручном просеивании навеску цемента массой 10 г высыпают на сито, установленное на подситной тарелке. Сито закрывают крышкой и встряхивают вручную. Операцию просеивания считают законченной, если при контрольном просеивании сквозь сито проходит не более 0,01 г цемента. Контрольное просеивание выполняют вручную при снятой подситной тарелке на бумагу в течение 1 мин. Остаток на сите взвешивают и выражают в процентах к первоначальной массе цемента.

При использовании приборов для механического или пневматического просеивания испытания выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к приборам.

За тонкость помола по остатку на сите принимают среднеарифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно быть более 1 % среднеарифметического значения. Если расхождение более 1 %, проводят третье определение и за тонкость помола принимают среднеарифметическое значение результатов трех определений.

Результат вычисления округляют до 0,1 %.

10

1.2. Определение тонкости помола по удельной поверхности

Средства контроля: прибор для определения удельной поверхности методом воздухопроницаемости; прибор Ле-Шателье для определения плотности цемента; весы; емкость стеклянная; штатив.

Подготовка и проведение испытания

При определении удельной поверхности для расчета массы навески цемента используют величину его плотности.

Прибор Ле-Шателье (рис. 1) помещают в стеклянную емкость с водой и закрепляют в штативе так, чтобы вся его градуированная часть была погружена в воду.

Прибор наполняют обезвоженным керосином до нулевой черты по нижнему мениску. После этого свободную от керосина часть прибора (выше нулевой черты) тщательно протирают тампоном из фильтровальной бумаги. От цемента отбирают навеску массой 65 г и высыпают ее в прибор Ле-Шателье ложечкой через воронку небольшими равномерными порциями. Для удаления пузырьков воздуха прибор вынимают из емкости с водой и поворачивают его в наклонном положении в течение 10 мин на гладком резиновом коврике. Затем прибор снова помещают в емкость с водой не менее чем на 10 мин, после чего проводят отчет уровня жидкости в пределах верхней

градуированной части прибора.

Рис. 1. Прибор Ле-Шателье

Плотность цемента ρц, г/см3, вычисляют по формуле

где тц – масса навески цемента, г; V – объем керосина, вытесненного цементом, см3.

За плотность цемента принимают среднеарифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3. Результат вычисления округляют до 0,01 г/см3.

11

Расчет массы навески цемента с учетом плотности и проведение испытаний для определения удельной поверхности выполняют в соответствии с инструкцией к прибору.

За удельную поверхность принимают среднеарифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно быть более 1 % среднеарифметического значения.

Результат вычисления округляют до 1 м2/кг (10 см2/г).

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ

Средства контроля: прибор Вика; смеситель для приготовления цементного теста; весы; цилиндр мерный.

Прибор Вика (рис. 2) используется в комплекте с пестиком, иглами (длинной и короткой), кольцом и пластинкой. Короткая игла для определения конца схватывания должна быть снабжена кольцеобразной насадкой с наклонным каналом для выхода воздуха.

Чаша и лопасть смесителя для приготовления цементного теста (рис. 3) должны быть изготовлены из нержавеющей стали. Смеситель должен иметь приспособление, позволяющее крепить чашу

12