Строительные материалы

Заключение

Максимальная температура ______ С, время гашения извести

_______ мин, известь ______________ гасящаяся ________________

Проанализировать полученные данные; описать влияние количества водына время гашенияи максимальнуютемпературу. Сделатьвыводы.

Заключение о качестве извести по всем проведенным испытаниям (задания № 1….5)

Основные свойства извести строительной воздушной нормируются ГОСТ 9179 «Известь строительная. Технические условия».

После определения основных показателей качества строительной воздушной извести их сравнивают с требуемыми значениями по ГОСТ 9179 или со справочными данными (табл. 6.5).

Затем определяют сорт извести в соответствии с требованиями ГОСТ 9179 и указывают области применения.

Т а б л и ц а 6.5

Результаты испытаний извести воздушной

151

Согласно требованиям ГОСТ 9179, известь __________ сорта,

______________ гасящаяся Пригодная для __________________________________________

__________________________________________________________

Контрольные вопросы для защиты лабораторной работы

1.Какие вещества называются воздушными вяжущими?

2.Что называется известью воздушной строительной?

3.Какое минеральное сырье используется для производства извести?

4.Что происходит при обжиге известняка?

5.Технология получения воздушной извести.

6.Реакция гашения извести. Какими эффектами она сопровождается?

7.Способы гашения строительной воздушной извести.

8.Что такое время гашения извести?

9.Почему скорость гашения извести определяется в колбе термоса?

10.Как подразделяется известь по времени гашения?

11.Какие показатели характеризуют сорт извести?

12.Каковы строительно-технологические качества извести строительной воздушной?

13.Как определяется содержание активных СаО +МgО в кальциевой извести?

14.Что такое активность извести?

15.Как определяется содержание непогасившихся зерен в известковом тесте?

16.Зачем при определении содержания непогасившихся зерен пробу извести заливают горячей (85…90°С) водой?

17.Влияют ли недожженные зерна на качество изделий на основе извести?

18.Как влияют пережженные зерна извести на качество изделий на основе извести?

19.Какиепроцессы происходят при твердении извести на воздухе?

20.Как влияет наличие пережога в извести на свойства строительного раствора?

21.Какие процессы происходят при твердении известковопесчаных изделий в автоклаве?

152

22.Реакция взаимодействия воздушной извести с аморфным кремнеземом.

23.Как определить содержание воды в известковом тесте?

24.Как определить плотность известкового теста?

25.Перечислить основные области применения строительной воздушной извести в строительстве.

Ли т е р а т у р а

1.П о п о в Л.Н. Лабораторные испытания строительных материалов и изделий. - М.: Высш. школа, 1984. – 38 с.

2.П а щ е н к о А.А., С е р б и н З.П., С т а р ч е в с к а я Е.А. Вяжущие материалы. – Киев, 1975. – 443 с.

3.Б о й н т о н Р.С. Химия и технология извести. – М., 1972. –

239 с.

4.Строительные материалы / Под общей ред. Г.И.Горчакова. –

М.: Высш. школа, 1982. 350 с.

5.ГОСТ 9179. Известь строительная. Технические условия.

6.ГОСТ 22688. Известь строительная. Методы испытания.

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 7

ПОРТЛАНДЦЕМЕНТ

Цель работы

1.На практике ознакомиться со стандартными методами определения основных технических свойств портландцемента.

2.Закрепить полученные теоретические знания о гидравлических вяжущих веществах.

7.1. Вопросы для подготовки к выполнению лабораторной работы

1.Что представляют собой минеральные вяжущие вещества?

2.Какими общими свойствами обладают минеральные вяжущие вещества?

3.К какому классу вяжущих по условиям твердения и эксплуатации относится портландцемент?

153

4.Основные стадии производства портландцемента.

5.Чем мокрый способ получения портландцемента отличается от сухого?

6.Какие минералы входят в состав портландцемента?

7.Что обеспечивает портландцементу гидравлические свойства?

8.По каким показателям оценивают качество портландцемента?

9.С какой целью определяют равномерность изменения объема цементного теста при твердении?

10.Какие виды портландцемента Вы знаете?

11.Чем свойства пуццоланового портландцемента отличаются от свойств портландцемента?

12.Чем свойства шлакопортландцемента отличаются от свойств портландцемента?

13.Чем технология получения шлакопортландцемента и пуццоланового портландцемента отличается от технологии получения портландцемента?

14.С какой целью при помоле клинкера вводят гипс?

15.Чем клинкер отличается от портландцемента?

16.Где применяют в строительстве портландцемент, шлако- и пуццолановый портландцемент?

7.2. Задания к лабораторной работе

Задание 1. Определение нормальной густоты цементного теста. Задание 2. Определение сроков схватывания цементного теста. Задание 3. Определение равномерности изменения объема це-

мента.

Задание 4. Определение насыпной плотности и межзерновой пустотности цемента.

Задание 5. Определение предела прочности при изгибе и сжатии образцов-балочек, изготовленных из цементного раствора.

7.3. Общие сведения о цементах

В современном строительстве основными минеральными вяжущими веществами (в зависимости от вещественного состава) служат следующие типы цементов:

1) портландцемент (ПЦ), в том числе портландцемент бездобавочный (ПЦДО);

154

2)портландцемент (ПЦ) с минеральными добавками (Д5, Д20);

3)шлакопортландцемент (ШПЦ).

Портландцемент – гидравлическое вяжущее вещество, способное после затворения водой твердеть и набирать прочность как на воздухе, так и в воде, получаемое совместным тонким измельчением портландцементного клинкера с необходимым количеством двуводного гипса (СаSO4 2H2O), замедляющегосроки схватыванияпортландцемента.

Измельченный клинкер после затворения водой схватывается в течение нескольких минут, что затрудняет изготовление изделий. Для замедления сроков схватывания до 3…5 ч в состав ПЦ вводят гипсовый камень СаSO4 2H2O или другие материалы, содержащие сульфат кальция (фосфогипс, борогипс, фторогипс и др.).

Портландцементный клинкер получают путем обжига сырьевой смеси, состоящей из кальциево-карбонатных (известняк, мел) и алюмосиликатных горных пород (глина) или из природных смесей (мергели) при соотношении 3:1 по массе, до спекания, т. е. частичного плавления сырьевой смеси при температуре 1450 С.

Внешне клинкер представляет собой спекшуюся сырьевую массу в виде зерен размером 10…60 мм.

Химический состав портландцемента (в %): СаО – 60…67; SiO2 –

19…24; Al2O3 – 4…8; Fe2O3 – 2…6; MgO не более 5; SO3 – 1…4,

СаО свободной – не более 1.

В портландцементе оксиды находятся не в свободном состоянии,

ав виде сложных соединений – клинкерных минералов. Минералогический состав портландцементного клинкера (т. е.

содержание основных клинкерных минералов, определяемое расчетным путем на основе данных химического анализа):

4СаО Al2O3 Fe2O3 или С4АF (браунмиллерит) – 10…20 %. (7.4)

Затворение цемента – смешивание его с водой.

155

Врезультате взаимодействия минералов, содержащихся в цементе, с водой образуются новые соединения – гидраты (гидросиликаты, гидроалюминаты, гидросульфоферриты кальция), которые придают в дальнейшем прочность цементному камню за счет кристаллизации новообразований.

Всоответствии с ГОСТ 10178-85, по механической прочности ПЦ подразделяются на марки: 400, 500, 550 и 600 (допускается выпускать марку 300). По ГОСТ 30515-97 (максимально приближенному к европейскому стандарту ЕN 196-1) цементы по прочности на сжатие подразделяются на классы прочности: 22,5; 32,5; 42,5; 52,5.

Класс прочности цемента – условное обозначение одного из значений параметрического ряда по прочности в максимальные сроки, установленные нормативным документом.

Пример условного обозначения цемента типа портландцемент: ПЦ 400-Д20-Б-ПЛ ГОСТ 10178-85,

где ПЦ – портландцемент;

400 – марка по механической прочности (предел прочности при сжатии в возрасте 28 суток, не менее 400 кгс/см2 (40 МПа);

Д20 – максимальное содержание (в % по массе) активных минеральных добавок;

Б – быстротвердеющий цемент; ПЛ – пластифицированный цемент; ШПЦ – шлакопортландцемент.

Свойства цементов, полученных на основе портландцементного клинкера, регулируют различными способами, в том числе введением активных минеральных добавок, которые применяются для повышения плотности, водо-, жаро- и коррозионной стойкости цементного камня, а следовательно, бетонов и растворов на основе портландцементов.

Взависимости от вводимых добавок различают портландцементы: 1) с минеральными добавками (диатомит, трепел, опока, зола

ТЭС в количестве 5…20 % от массы цемента);

2)шлакопортландцемент (гранулированные доменные или электротермофосфорные шлаки в количестве 21…80 % и гипс не более 5 %);

3)пуццолановый портландцемент (активная минеральная добавка в количестве 21…40 % и небольшое количество гипса).

156

Основные показатели качества цемента – прочность на сжатие, растяжение при изгибе, равномерность изменения объема, сроки схватывания и др. – нельзя непосредственно оценить путем испытаний самого материала (могут быть оценены лишь химические показатели, содержание активных минеральных добавок, удельная эффективность естественных радионуклидов и некоторые другие), а лишь после изготовления из цемента определенных стандартных образцов и их последующего испытания.

Пользуясь полученными основными показателями качества, выбирают рациональную область применения цемента.

Методы испытания (оценки качества, т. е. определения физикомеханических и строительно-технических свойств) портландцемента изложены и регламентированы в ГОСТ 310.1-76 310.3-76 и

ГОСТ 310.4-81.

Задания

Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НОРМАЛЬНОЙ ГУСТОТЫ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

Цементным тестом называется однородная пластичная смесь цемента с водой. Нормальной густотой цементного теста считают такую его консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо, заполненное тестом, не доходит на 5…7 мм до пластинки, на которой установлено кольцо. Нормальная густота цементного теста характеризуется количеством воды затворения, выраженным в процентах от массы цемента, и определяется с точностью до 0,25 %. Для цементов разных заводов она колеблется от 20 до 35 %. Знание нормальной густоты цементного теста необходимо для дальнейших испытаний цемента (определения сроков схватывания, равномерности изменения объема). Чем меньше значение нормальной густоты, тем более плотный бетон можно изготовить на таком цементе (он имеет большую подвижность бетонных и растворных смесей при меньшем содержании воды).

От величины нормальной густоты цементного теста зависит расход воды при изготовлении бетонных и растворных смесей заданной пластичности, а, следовательно, и плотность, прочность, морозостойкость готовых материалов и изделий.

157

Приборы и материалы

1.Прибор Вика с иглой и пестиком.

2.Кольцо к прибору Вика.

3.Мешалка для приготовления теста или чаша сферической формы, изготовленная из нержавеющей стали.

4.Лопатка для перемешивания цементного теста из упругой нержавеющей стали.

5.Весы с разновесами.

6.Цилиндр для отмеривания воды.

7.Нож.

Методика испытаний

Испытания густоты цементного теста проводятся согласно ГОСТ 310.3-76, п. 1.

Перед испытанием следует проверить, свободно ли отпускается стержень прибора Вика, а также нулевое показание прибора, приводя пестик в соприкосновение с пластинкой из не впитывающего воду материала, на которой расположено кольцо из того же материала. В случае отклонения от нуля шкала прибора передвигается. Кольцо и пластинку перед началом испытания смазывают тонким слоем машинного масла.

мент вливания воды включают секундомер. После заливки воды через 30 с осторожно перемешивают цемент с водой, а затем энергично растирают тесто лопаткой. Продолжительность перемешивания и растирания цемента с водой 5 мин с момента приливанияводы.

158

Сразу после окончания перемешивания кольцо наполняют цементным тестом в один прием и 5…6 раз встряхивают его, постукивая пластинкой с кольцом о стол. Затем поверхность теста выравнивают с краями кольца, срезая избыток теста ножом, протертым влажной тканью. Немедленно после этого приводят пестик прибора в соприкосновение с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень зажимным винтом, затем, быстро отвинчивая его, освобождают стержень и предоставляют пестику свободно погружаться в тесто. Через 30 с с момента освобождения стержня производят отсчет погружений по шкале в мм.

При несоответствующей консистенции цементного теста опыт повторяют, соответственно изменяя количество воды и добиваясь погружения пестика на глубину, указанную ранее.

Результаты испытаний

Результаты испытаний заносят в табл. 7.1.

Т а б л и ц а 7.1

Результаты испытаний цемента на определение нормальной густоты

Определения

№ опыта

1 2 3

Масса цемента, г

Количество воды затворения от массы цемента, %

Объем воды, мл

Показание прибора (пестик не доходит до пластинки), мм

Заключение

Сделать выводы по результатам испытания.

Определение нормальной густоты цементного теста по ГОСТ ____________

Прибор_______________________________________

Нормальная густота цементного теста (НГ) %

159

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОКОВ СХВАТЫВАНИЯ ЦЕМЕНТНОГО ТЕСТА

Схватывание цемента – это процесс загустевания цементного теста вследствие взаимодействия цемента с водой.

Процесс схватывания цемента заключается в необратимой потере подвижности цементного теста в результате гидратации и практически определяется на цементном тесте нормальной густоты по погружению иглы в приборе Вика с нагрузкой (300±2) г.

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

Начало схватывания цемента должно наступать не ранее 45 мин, а конец – не позднее 10 ч от начала затворения.

Приборы и материалы

1.Прибор Вика с иглой и пестиком.

2.Кольцо и пластинка к прибору Вика.

3.Механизированная мешалка для приготовления теста или чаша сферической формы, изготовленная из нержавеющей стали.

4.Лопатка для перемешивания цементного теста из упругой нержавеющей стали.

5.Весы с разновесами.

6.Стеклянный цилиндр для отмеривания воды.

7.Металлический нож.

8.Цемент, вода.

Методика испытаний

Испытания проводят согласно ГОСТ 310.3-76, п. 2. Определение начинают с того, что в прибор Вика вместо пестика вставляют и закрепляют иглу O 1,1 мм и длиной 50 мм, а также проверяют нулевое показание прибора. Затем приготавливают цементное тесто нормальной густоты согласно методике, приведенной в задании 1, и укладывают его в кольцо. Иглу прибора доводят до соприкосновения с поверхностью цементного теста, и в этом положении закреп-

160