Учебное пособие 800264

отбирать крупные, средние и мелкие куски примерно в том соотношении, в каком они находятся в данной партии.

4.2. Цель работы

Научиться идентифицировать порошкообразные материалы неорганического происхождения.

4.3. Оборудование, инструменты и материалы

Сушильный шкаф; Эксикатор с высушенными пробами; Металлическая линейка; Пробирки; Шпатель;

Химические реак тивы.

4.4. Пере чень заданий

Задание. Отоб рать пробу исследуемого материала, опред елить его ви д.

4.5.Методика и резул ьтаты работы

4.5.1.Исслед ование порошкообразных матер иалов и их идентификация

Для исслед ования порошкообразных вещ еств белого цв ета (мел, известькипелка, гипс овые вяжущие, бе лый портландцемент, као лин) необходимо им еть следующие реак тивы – спир товой раствор фенолфт алеина, водный рас твор соляной кис лоты и др.

Для исследования  представлены след ующие порошкообразные веще ства белого цве та: мел, известь-кипелка, гипсовое вяжу щие, белый портланд  - цемент, каолин.

Методами квартования и вычерпования производится  уменьшение средней  пробы. Среднюю  пробу белого  порошка поме щают в стекл янный эксикатор с прит ертой крышкой, где она хран ится в течение  всех опы тов. Для опред еления вида белого  порошка из эксик атора высыпьте в 2-3 пробирки  или подобные  сосуды по 2-3 см 3 веще ства. Затем в каждую  пробирку с веще ством наливается 2-3 см 3 воды  и все вместе  взбалтывается. По сле этого в одну  пробирку добав ляется с помощью  пипетки или капел ьницы раствор фенолфт алеина, а в дру гую раствор сол яной кислоты. В завис имости от реа кции делается первона чальный вывод о то м, какой порошок  в пробирке  . В том слу чае, когда реакции  в реак тиве не является  определяющей, проверяется  способность пор ошка схватываться и твер деть. В эт ом случае после 

20

взбалтывания порошка  в пробирке  с водой  и выдержки  после эт ого в теч ение 10 мин вылив ается лишняя вода и произв одятся наблюдения за содержимым  еще в течение 20 ми н. Именно это вр емя выявляется способность  вещества твер деть. Полученные та ким путем, резул ьтаты записываются в форме  табл. 4.2  ., сравните с данными  табл. 4.1  . и дела ются соответствующие выв оды о виде  порошка.

На осно вании полученных данных  делаются выв оды о видах  порошков неорган ического происхождения, представленных на идентиф икацию.

Контрольные воп росы

1.Основные прин ципы отбора сре дней пробы.

2.Идентификационные приз наки порошкообразных неорганических  веществ (изв есть, гипс, бе лый портландцемент, каолин, известь).

3.Признаки и характеристики  для идентификации  неорганических

вещ еств.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБ ОТА № 5. ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ФИЗИКО-МЕ ХАНИЧЕСКИХ

СВОЙСТВ ЦЕМ ЕНТА

5.1.Кра ткие теоретические свед ения

Всовре менном строительстве цем ент является осно вным гидравлическим вяж ущим веществом для производства  строительных растворов  , сухих строит ельных смесей, бетона  и железобетона  . Наиболее широкое  применение в

21

строит ельстве получили цем енты на основе  портландцементного клин кера: портландцемент без доба вок, портландцемент с минера льными добавками, быстротвердеющий  портландцемент, шлакопортландцемент, пуццол ановый портландцемент и глиноз емистый цемент.

Для нормативного  обеспечения произво дителей цемента в странах  СНГ метод иками испытаний, гармониз ированных с требованиями  международного станд арта, позволяющими полу чить аналогичные со стра нами ЕС резул ьтаты, в Рос сии разработаны нормативные  документы (Г ОСТ 31108, ГОСТ  30515, ГО СТ 30744). При эт ом на терри тории стран СНГ для характеристики  цемента допускается применять и отечес твенные методики, в том числе  и ГО СТ 10178. Таким образом, в настоящее  время на терри тории СНГ опред еление физикомеханических сво йств цемента может  осуществляться как по отечес твенным методикам (Г ОСТ 10178, ГО СТ 310.1, ГО СТ 310.2, ГО СТ 310.3, ГО СТ 310.4),

так и по методикам гармониз ированным с требованиями  международного стандарта  (ГОСТ 311 08, ГОСТ 30515,  ГОСТ 30744)  .

В связи  с те м, что мно гие производители цем ента широко прим еняют методики оценки  качества цемента гармонизированные  с требов аниями международного стан дарта (ГОСТ 311 08, ГОСТ 30515,  ГОСТ 307 44), то в данной  лабораторной работе  изучаются в осно вном эти мето дики, а отечес твенные методики предст авлены в виде  ознакомительного матер иала.

По вещест венному составу цем енты 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 содер жанию портландцементного клин кера и добавок  ЦЕМ IIЦЕМ V подразделяются на под типы А, В, С.

Класс прочности цемента – это условное обозначение одн ого из значений параметрического ряда по проч ности цемента (М Па) в максимальные сроки, установленные нормативным документом.

Активность цем ента – это фактическая прочность на сжатие образцов из стандартного цементного раст вора, изготовленных и испыт анных в стандартных условиях, установленных нормативным докум ентом.

По проч ности на сжатие в возр асте 28 сут цем енты подразделяют на классы: 32,5; 42 ,5; 52,5 (таб л. 5.1).

По проч ности на сжа тие в возр асте 2 (7) сут (скорости  твердения) цем енты подразделяют на подкл ассы: Н (нормальнотвердеющий), Б (быстротв ердеющий) и М (медленнотвердеющий  ). Подкласс М применяется  только для цеме нтов ЦЕМ III/B и ЦЕМ III/С.

22

* подк ласс применяется только для цементов типа ЦЕМ III

42,5 быстротвердеющего  :

Портландцемент ЦЕМ I 42 ,5 Б ГО СТ 311.08 – 2016  .

При исполь зовании в испыт аниях отечественных методик  ( ГОСТ 10178,  ГОСТ 310 .1, ГОСТ 310 .2, ГОСТ 310 .3, ГОСТ 310 .4) портланд цементы, в завис имости от содер жания минеральных доб авок , имеют обозначения  : ПЦД0, ПЦ-Д  5, ПЦ-Д20 (табл . 5.2), шлакопортландцемент - ШП Ц, пуццолановый портландцемент  - ПП Ц.

Таблица 5.2

Вещественный сос тав портландцемента и шлакопортландцемента в соотве тствии с ГОСТ  10178

23

При исполь зовании отечественных методик  цементы подразделяют не на классы  , а на марки  М300, М400,  М500, М 550,  М600 (ГОСТ  10178, табл  . 5.3).

Таблица 5.3

Прочностные показатели  портландцемента, шлакопортландцемента и их разновидностей  (в соотве тствии с ГО СТ 10178)

Условное обозн ачение цемента (при  испытании по отечес твенным методикам, ГО СТ 10178) дол жно состоять из наимен ования вида цемента  (ПЦ и ШП Ц), марки цемента  , обозначения максим ального содержания добавок  в портландцементе  (Д0, Д5, Д2 0), обозначения быстротв ердеющего цемента (Б ), обозначения пластификации  и гидрофобизации цем ента (ПЛ, ГФ ), обозначения цемента  , полученного на основе  клинкера нормиро ванного состава (Н ), обозначения насто ящего стандарта.

Пример усло вного обозначения портландцемента  марки 400,  с добавками до 20 %, быстротве рдеющего, пластифицированного:

Портландцемент 400- Д20-Б - ПЛ ГО СТ 10178-85.

При испы тании цемента определяют  его исти нную плотность, тонкость  помола, норма льную густоту, сроки  схватывания цемен тного теста, равном ерность изменения объ ема цемента, кл асс по прочности  .

24

5.2. Цель раб оты

Ознакомиться с методиками  оценки осно вных физико-механических показ ателей качества цементов  , гармонизированных с требованиями  международного станд арта.

5.3. Оборудование, инстр ументы и мате риалы

Цемент; Полифракционный пес ок; Весы; При бор Ле-Шателье;

Си та с сет кой № 008;  Прибор Ви ка;

Смеситель для приготовления  цементного те ста и растворной  смеси; Кольцо Ле-Шателье; Мерный цили ндр;

Бачок для кипяч ения, имеющий подставку  для размещения  колец Ле - Шателье;

Форма для изгото вления образцов-балочек; Встряхивающий ст ол для уплот нения растворной смеси  ; Камера (шк аф) влажного хран ения; Штангенциркуль; Прибор для испы тания на изгиб  ;

Машина для испы тания на сжа тие.

5.4. Пере чень заданий

25

обезвоженным керо сином до нул евой отметки по ниж нему мениску. После этого ча сть прибора, своб одную от керо сина, тщательно прот ирают тампоном

пузырьков воздуха  прибор выни мают из емкости  с во дой и повора чивают его в накл онном положении на гла дком резиновом коврике  в теч ение 10 ми н. Прибор

цемента (ГОСТ 310 .2) аналогична методике гармонизированной с требованиями международного стан дарта (ГОСТ 307 44) .

5.5.2. Определение тонк ости помола

Тонкость помола характеризует дисперсность цемента, от которой зависят прочность, водопотребность, сроки схватывания и другие свойства цемента. Определятся либо по остатку на сите № 008 либо по удельной поверхности. В данной лабораторной работе рассмотрено определение тонкости помола по остатку на сите № 008.

Навеску цемента массой 10 г, высыпают на сито, установленное на подситной тарелке, сито закрывают крышкой и встряхивают вручную. Просеивание считают законченным, если при контрольном просеивании сквозь сито на бумагу в течение 1 мин проходит не более 0,01 г цемента.

26

Остаток на сите взвешивают и определяют тонкость помола в процентах

За тонкость помола принимают среднеарифметическое значение результатов двух определений. Результаты округляют до 0,1 % и заносят в табл. 5.5.

Таблица 5.5

Определение тонкости  помола цем ента

Отечественная методика определения тонкости помола портландцемента (ГОСТ 310.2) аналогична методике гармонизированной с требованиями международного стандарта ( ГОСТ 307 44), за исключением того, что исходная навеска цемента составляет 50 г.

5.5.3. Определение нормальной густоты цементного теста

5.5.3.1. Определение нормальной густоты цементного теста по методике гармонизированной с требованиями международного стандарта

( ГОСТ 307 44)

Нормальную густоту цементного теста характеризуют количеством воды затворения, выраженной в процентах от массы цемента. Величина нормальной густоты в первую очередь зависит от вида цемента, тонкости его помола, количества введенной в цемент добавки, минерального состава цемента. При прочих равных условиях, чем ниже водопотребность, тем выше качество цемента, так как избыточная вода затворения повышает пористость цементного камня, что приводит к снижению прочности и морозостойкости.

Для определения нормальной густоты цементного теста используют прибор Вика, представленный на рис. 5.

27

Общая масса перемещающейся части прибора Вика должна быть (300±1) г и сохраняться при взаимной перестановке пестика и игл. Перед началом испытания проверяют свободное перемещение стержня и нулевое показание прибора Вика, соприкасая пестик с пластинкой, на которой установлено кольцо.

Рис. 5. Прибор Вика 

1– цилиндрический  металлический стержень  ; 2 – обо йма станины; 3 – стопорное  устройство; 4 – указатель; 5 – шка ла; 6 – пес тик.

Для определения нормальной густоты цементного теста необходимое (ориенти-ровочно) количество воды выливают в чашу лопастного смесителя, предварительно про-тертую влажной тканью. В течение 5…10 с высыпают 500 г цемента и включают смеси-тель на малую мощность. Через 90 с смеси-тель останавливают и в течение 15 с скребком снимают тесто, налипшее на стенках чаши, сдвигая его в середину чаши.

Затем вновь включают смеситель и продолжают перемешивание еще в течение 90 с. Суммарное время перемешивания цементного теста должно составлять 3 мин, не считая времени остановки.

Приготовленное цементное тесто быстро за один прием переносят в предварительно смазанное тонким слоем машинного масла кольцо, которое устанавливают на пластинку. Кольцо заполняют с избытком, но без уплотнения или вибрации. Избыток цементного теста срезают ножом, протертым влажной тканью.

Заполненное кольцо с пластинкой устанавливают на основание станины прибора Вика, доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста пестик в центре кольца и закрепляют стержень стопорным устройством. Через 1…2 с освобождают стержень, предоставляя пестику возможность свободно

28

погрузиться в цементное тесто. Время от начала затворения (время окончания высыпания цемента в воду) до начала погружения пестика в цементное тесто должно составлять 4 мин. Через 30 с после освобождения стержня по шкале определяют глубину погружения пестика в цементное тесто. В течение всего времени испытания кольцо с цементным тестом не должно подвергаться толчкам или сотрясениям.

Нормальной густотой цементного теста считают такую консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо с цементным тестом, не доходит на 6±1 мм до пластинки, на которой установлено кольцо. Если глубина погружения пестика окажется больше или меньше, то испытания повторяют, соответственно увеличивая или уменьшая количество воды

затворения до погружения пестика на требуемую глубину.

За нормальную густоту цементного теста принимают количество воды затворения выраженную в процентах от массы цемента, при котором достигается нормированная консистенция цементного теста. Результат вычисления округляют до 0, 25% и заносят в табл. 5.6.

Отечественная методика определения нормальной густоты цементного теста (ГОСТ 310.3) аналогична методике гармонизированной с требованиями международного стандарта (ГОСТ 30744), но имеет определенные особенности

вприготовлении цементного теста и поэтому представлена в пункте 5.3.3.2.

5.5.3.2.Определение нормальной густоты цементного теста по отечественной методике (согласно ГОСТ 310.3)

Отвешивают 400 г цемента, высыпают его в чашку, предварительно протертую влажной тканью. Делают в цементе углубление и вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты (как правило, В/ Ц=0,23…0,28). Затем энергично перемешивают цементное тесто лопаткой в течение 5 мин от момента приливания воды. После перемешивания кольцо прибора Вика наполняют в один прием цементным тестом и 5…6 раз встрях ивают, постукивая его (пластинку) о твердое основание. Поверхность теста выравнивают вровень с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Пестик прибора приводят в соприко сновение с поверхностью

29