книги из ГПНТБ / Волков, М. И. Методы испытания строительных материалов учеб. пособие

сти цемента и удельной поверхности цемента относятся к фа­ культативным испытаниям).

Для оценки качества цемента от каждой партии цемента от­ бирают среднюю пробу массой 20 кг. Каждая партия цемента снабжена паспортом, ів котором указаны завод-изготовитель, номер паспорта и партии, год, месяц и число изготовления и от­ правки цемента, масса цемента в партии, название цемента и его марка, вид и количество активной добавки в процентах. Отоб­ ранные от каждой партии пробы цемента тщательно смешивают, кзартуют и делят на две равные части. Одну из этих частей подвергают испытаниям, другую нумеруют и хранят в течение одного месяца в сухом помещении в плотно закрытой таре на случай необходимости повторного испытания.

Отобранные для испытания пробы цемента доставляют в ла­ бораторию в плотной таре и хранят до их испытания в сухом помещении. Перед испытанием пробу цемента просеивают сквозь сито с сеткой № 09 (размером ячейки в свету 0,9X0,9 мм). Остаток на сите взвешивают и выражают в процентах как при­ меси.

Температура помещения, в котором производят испытания,, должна быть 20±3°С. Цемент, песок и вода должны обладать температурой помещения лаборатории.

Для испытания цемента применяют обычную питьевую во­ ду. Цемент и песок надо взвешивать с точностью до 1 г, а воду отмеривать с точностью до 0,6 мл. Сосуд для отвешивания или

отмеривания воды следует перед тарированием смочить водой.

Нормальную густоту цементного теста, или водопотребность

цемента, выражают процентным содержанием воды по отноше­ нию к массе цемента, которое для различных цементов не одина­ ково. Например, для портландцемента она находится в преде­ лах 21—27%, для пуццоланового портландцемента—30—40%.

Для определения нормальной густоты цементного теста и сроков схватывания применяют прибор Вика (рис. 27), кото­ рый состоит из металлической станины, в обоймах которой свободно передвигается в вертикальном направлении цилин­ дрический стержень. Стержень снабжен стрелкой для отсчета перемещения его относительно миллиметровой шкалы, закреп­ ленной на станине.

При определении нормальной густоты цементного теста в нижнюю часть стержня вставляют металлический цилиндр — пестик; при определении сроков схватывания пестик заменяют иглой. Масса стержня с пестиком должна составлять 300+2 г. При замене пестика на иглу масса перемещающейся части при­ бора сохраняется или путем взаимной перестановки пестика и иглы, или с помощью дополнительного груза, который наклады­ вают сверху стержня. На предметный столик прибора уста­ навливают на стеклянную пластинку металлическое или эбони-

6Г

Рис. 29. Металличе­ ская чаша сфериче­ ской формы и ло­ патка для приготов­ ления цементного теста

товое коническое кольцо, верхним внутренний диаметр которого равен 65+5 мм, нижний—75+5 мм, а высота кольца—40± 5 мм. В кольцо помещают испытуемое цементное тесто. Перед испытанием необходимо проверить, свободно ли опускается стержень прибора Вика, а также проверить нулевое показание прибора, приводя пестик (иглу) в соприкосновение со стеклян­ ной пластинкой, на которой расположено кольцо. В случае от­ клонения от нуля соответствующим образом передвигают шка­ лу прибора.

Цементное тесто приготовляют на механической мешалке (рис. 28) или вручную в чашке сферической формы, изготов­ ленной из нержавеющей стали (рис. 29).

Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г це­ мента, высыпают его в чашку, предварительно протертую влаж­ ной тканью, делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты (25— 30%). Через 30 сек смесь сначала осторожно перемешивают, а

62

затем энергично растирают лопаткой. Продолжительность пе­ ремешивания и растирания цемента с водой 5 мин с момента приливания воды. Затем пробу испытывают в следующем по­ рядке.

1. Проверить, свободно ли опускается стержень прибора Вика, установить нулевое показание прибора, приводя пестик в соприкосновение с пластинкой, па которой поставлено кольцо. Кольцо и пластинку перед началом испытаний смазать тонким слоем машинного масла.

2.Наполнить кольцо в один прием цементным тестом и 5— 6 раз встряхнуть его, постукивая пластинку о стол. Поверхность теста выровнять с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью.

3.Привести пестик прибора в соприкосновение с поверх­ ностью теста в центре кольца и закрепить стержень зажимным винтом; затем, освободив винт, дать возможность пестику сво­ бодно погружаться в тесто.

4.Через 30 сек с момента освобождения стержня зафикси­ ровать по шкале глубину погружения пестика.

«Нормальной» густотой цементного теста называют такую его консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погружае­ мый в цементное тесто, не доходит на 5—7 мм до стеклянной пластинки. Нормальную густоту цементного теста определяют с точностью до 0,25% и характеризуют количеством воды затворения, выраженным в процентах массы цемента.

Если погружение пестика составляет менее или более 5— 7 мм, тогда производят новое затворение теста с большим или меньшим количеством воды до тех пор, пока не будет найдена нормальная густота теста.

Сроки схватывания цемента имеют важное значение, так как они ограничивают возможные сроки перевозки, укладки и уплотнения строительного раствора и цементобетонной смеси. После затворения водой цементное тесто, утрачивая пластич­ ность, постепенно густеет, что соответствует началу схватыва­ ния, и, наконец, превращается в камневидное тело — наступает конец схватывания.

Начало и конец схватывания цементного теста рекомендует­ ся определять также на приборе Вика ів следующем порядке.

1. Приготовленное цементное тесто нормальной густоты уложить в кольцо прибора Вика так же, как при определении нормальной густоты. Вместо пестика в стержень прибора закре­ пить стальную иглу диаметром 1,1 мм и длиной 50 мм.

2. Иглу прибора довести до соприкосновения с поверх­ ностью цементного теста, и в этом положении закрепить стер­ жень зажимным винтом, затем освободить стержень, после чего игла должна свободно погружаться в тесто. Иглу погружать в тесто через каждые 5 мин до начала схватывания, а затем—

63

Рис 30. Автоматический прибор АПСС-6 для определения сроков схватывания

схватывания цементного теста считают время от начала затворе- ■ния до момента, когда игла будет проникать в тесто не более чем

64

цементе свободной окиси кальция и может быть обнаружена путем кипячения образцов-лепешек, изготовленных из цемент­ ного теста нормальной густоты.

При наличии в цементном клинкере более 5% окиси магния испытание на равномерность изменения объема производят вы­ держиванием предварительно испытанных кипячением образцовлепешек в автоклаве. Избыток гипса в цементе можно опреде­ лить, выдерживая образцы в холодной воде, однако это испы­ тание стандартом не предусмотрено, так как содержание гипса ограничено максимально допустимым количеством SO3 (не бо­ лее 3,5%), при котором неравномерности изменения объема не возникает. Порядок испытания следующий.

поочередно встряхнуть каждую пластинку легким постукивани­ ем о стол до расплыва шарика в лепешку требуемого диаметра. Для получения острых краев и гладкой закругленной поверх­ ности лепешки заглаживают от наружных краев к центру но­ жом, смоченным водой. Приготовленные образцы-лепешки хра­ нят 24+2 ч в ванне с гидравлическим затвором (камера, насы­ щенная водяными парами) до испытания.

2. Через 24+2 ч после затворения четыре лепешки снять с пластинки и поместить в бачок с водой. Внутри бачка имеется съемная (рис. 31) решетчатая полка для лепешек, которая дол­ жна находиться на расстоянии не менее 2 см от дна бачка. Во­ да в бачке должна покрывать лепешки слоем 4— 6 см. За 30— 45 мин довести воду в бачке до кипения. Лепешки выдержать в кипящей воде в течение 4 ч, затем охладить в бачке, вынуть из бачка и осмотреть на предмет образования искривлений, трещин и др.

3.Предназначенные для испытания в автоклаве две лепеш­ ки, выдержавшие испытание кипячением в воде, поместить на решетку автоклава, который предварительно наполняется водой на 12—15%, при этом вода не должна покрывать лепешки. За­ тем закрыть крышку автоклава, закручивая поочередно проти­ воположные гайки. Включить электроподогрев автоклава при открытом клапане для выпуска воздуха. Воздушный клапан за­ крыть при появлении из него струи пара.

4.Поднять давление в автоклаве в течение 13Д—2 ч до 2± 0,5 МПа и поддерживать на этом уровне в течение 3 ч. Затем

подвергнутых кипячению или выдерживанию в автоклаве, не об­ наружится радиальных, доходящих до краев трещин или сетки мелких трещин, видимых невооруженным глазом, а также ка­ ких-либо искривлений и увеличения объема лепешки (рис. 32).

а)

Рис. 32. Цемент­ ные лепешки, вы­ державшие (а) и не выдержав­ шие (б) испыта­ ние на равномер­ ность изменения объема

Тонкость помола цемента в значительной мере обусловлива­ ет скорость схватывания цемента, водопотребность (нормаль­ ную густоту) и водоудерживающую способность, тепловыделе­ ние при твердении, а также нарастание прочности во времени. Тонкость помола характеризуют обычно остатком на сите с размерами ячеек в свету 0,080 мм, а также удельной поверх­ ностью порошка, определяемой на приборах различной кон­ струкции. Стандартом нормируется определение тонкости помо­ ла путем просеивания пробы цемента на ситах. Определение удельной поверхности относится к факультативным испытани­ ям. Порядок испытания следующий.

1. Навеску цемента в 50 г высушить в сушильном шкафу в течение 1 ч при температуре 105—1ЮСС.

2. Высыпать цемент на сито с размером отверстий 0,08Х Х0,08 мм (сито № 008) и просеять с помощью прибора для ме­ ханического просеивания в течение 5—7 мин. Затем снять до­ нышко и высыпать из него цемент, прошедший сквозь сито. 'Чтобы уменьшить забивание сетки при дальнейшем просеива-

66

Образцы-балочки размером 4X4X16 см испытывают на из­ гиб, а полученные после испытания на изгиб половинки балочек испытывают на сжатие.

Консистенцию цементного раствора рекомендуется опреде­ лять в такой последовательности.

1.Отвесить 1500 г Вольского нормального . песка (ГОСТ 6139—70) и 500 г цемента, «высыпать их в сферическую чашу и, перемешать в течение 1 мин.

2.Сделав в центре сухой смеси лунку, влить 200 г воды- (В/Ц-04) и после того, как вода впитается, еще раз переме­

шать смесь в течение 1 мин.

два приема слоями равной толщины форму-конус, установлен­ ную в центре стеклянного диска встряхивающего столика. Внут­ ренняя поверхность конуса и диск столика перед испытанием должны быть слегка увлажнены (рис. 34).

5.Раствор следует уплотнять послойно металлической шты­ ковкой диаметром 20 мм и высотой НО мм: нижний слой — 15 раз, верхний— 10 раз. Избыток раствора срезать ножом и мед­ ленно снять конус в вертикальном направлении.

6.Произвести встряхивание столика 30 раз в течение при­ мерно 30 сек и измерить расплыв конуса по нижнему основанию штангенциркулем в двух взаимно перпендикулярных направле­

воды затворения так, чтобы расплыв конуса находился в преде­ лах 106—ПО мм. Потребное количество воды, выраженное в ви­ де водоцементного отношения (ВЩ), принимают для приготов-

,ления раствора, используемого при изготовлении образцов-ба- лочек.

4 — валик

520

ш

т .

тании, при содержании воды, соответствующем расплыву кону­

са 105—1 IG мм.

2. Собранную форму с насадкой (рис. 35), предварительно смазанную машинным маслом по внутренней поверхности и густой смазкой (солидолом) на стыках, закрепить на вибропло­ щадке (рис. 36) с амплитудой колебания 0,35 мм и частотой ко­ лебания 3000±200 в 1 мин.

3. Наполнить формы приблизительно на 1 см раствором и включить вибрационную площадку, затем в течение 2 мин виб­ рации все три гнезда формы равномерно небольшими порциями

«8

окончательно заполнить раствором. По истечении 3 мин (от на­ чала вибрации) уплотнение образцов заканчивают. Форму снять с виброплощадки, срезать ножом, смоченным в воде, из­ лишек раствора, зачистить поверхность образцов вровень с кра­ ями формы и промаркировать каждый образец.

4.Образцы в формах поместить на 24+2 ч в ванну с гидрав­ лическим затвором.

5.Через 24 ч образцы осторожно освободить от формы и по­ местить в ванну с водой в горизонтальном положении таким об­

разрешается вынимать из форм через 48 ч с указанием в рабо­ чем журнале сроков хранения.

6.По истечении срока хранения вынуть из воды три образца

ине позднее чем через 10 мин испытать их. Непосредственно пе­ ред испытанием образцы надо насухо вытереть. Для определе­

ния марки цемента образцы-балочки испытывают через 28 дней с момента изготовления.

Предел прочности при изгибе рекомендуется определять ' в такой последовательности.

1. Установить образец-балочку на опоры изгибающего уст­ ройства таким образом, чтобы грани его, которые были гори­ зонтальными при изготовлении, находились в вертикальном по­ ложении. Расстояние между центрами опорных валиков 100 мм.

Образцы испытывают на изгиб с помощью прибора типа МиХаэлиса или автоматического прибора МИИ-100 (рис. 37, 38). При использовании рычажного прибора типа Михаэлиса предварительно должны быть проверены правильность положе­ ния призм прибора в опорах и равновесие прибора без ведерка (верхняя грань верхнего рычага должна совпадать с чертой или стрелкой на скобе).

2.После закрепления образца поднять верхний рычаг с по­ мощью установочного винта прибора на такую высоту, чтобы в момент излома образца рычаг находился, по возможности, бли­ же к положению равновесия.

Образец нагружают дробью, поступающей в ведерко (100+ ±10 гісек). Массу ведерка с дробью в момент излома образца измеряют с точностью до 10 г.

3.Вычислить предел прочности при изгибе (би) в Па по формуле

определяемый соотношением плеч рычагов прибора.

69

О )

Рис. 39. Пластинки для раз­ мещения образца (а) и схема положения образца при испы­ тании на сжатие (б)

Для балочки размером 4X4X16 см при расстоянии между опора,ми 10 см и соотношении плеч рычагов 1:50 расчетная фор­ мула принимает вид:

СТИ= 11,7 Р.

Предел прочности при изгибе вычисляют как среднее ариф­ метическое из двух наибольших результатов испытания трех об­ разцов.

Предел прочности при сжатии рекомендуется определять в такой последовательности.

1. Поместить каждую половинку балочки между двумя пластинками таким образом, чтобы боковые грани, которые при изготовлении прилегали к продольным стенкам формы,находи­ лись на плоскостях пластинок, а упоры пластинок плотно при­

70