Строительные материалы

ляют стержень зажимным винтом, затем освобождают его, после чего игла свободно погружается в тесто. В начале испытания во избежание сильного удара о пластинку допускается слегка ее задерживать при погружении в тесто.

Как только тесто загустеет настолько, что опасность погружения иглы будет исключена, ей позволяют свободно опускаться. Момент начала схватывания должен быть определен при свободном опускании иглы.

Иглу погружают в тесто через каждые 10 мин, меняя места погружений. После каждого погружения иглу следует вытереть тканью.

Определение схватывания цемента требует много времени и, как правило, до конца данное испытание на лабораторных занятиях не выполняется.

Аналогично определяются сроки схватывания цемента при добавке 2…5 % СаСl2, которая вводится вместе с водой затворения.

Результаты испытаний

Результаты испытаний заносятся в табл. 7.2, 7.3, 7.4.

Т а б л и ц а 7.2

Определение сроков схватывания цементного теста нормальной густоты

Температура помещения __________ С _________К Относительная влажность воздуха помещения ___________%

161

Т а б л и ц а 7.3

Определение сроков схватывания цементного теста при введении химических добавок

Определение сроков схватывания цементного теста

Сделать выводы по результатам испытаний и проанализировать, как добавка химического вещества изменяет сроки схватывания цементного теста.

Задание 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАВНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ОБЪЕМА ЦЕМЕНТА

Равномерность изменения объема цемента – это свойство це-

мента в процессе твердения образовывать цементный камень, деформация которого не превышает значений, установленных норма-

162

тивным документом. Этот показатель является важным свойством цементного камня, связанным с его твердением.

При нарушении технологии производства и отклонениях в составе сырьевой смеси могут быть получены цементы со значительными изменениями объема. Чаще всего причиной самопроизвольного разрушения цементного камня бывает наличие в цементе избыточного количества свободного оксида кальция, которое возникает из-за недостаточной температуры обжига. Это явление возможно и при повышенном содержании в цементном клинкере оксида магния или избыточном добавлении к цементу гипса. Свободные оксиды СаО и МgО при температуре обжига 1450 С пассивируются за счет спекания мелких кристаллов, и поэтому процесс их гашения настолько замедлен, что в момент затворения цемента они не гасятся, а вступают в реакцию с водой только через несколько лет службы изделия, что ведет к разрушению строительных изделий. В лабораторных условиях у цемента определяется равномерность изменения объема. Цемент выдерживает испытание, если содержание в нем свободных СаО и МgО не превышает допускаемых ГОСТом норм. В этом случае в результате деформаций цементного камня не ухудшаются эксплуатационные свойства изделий на основе цементов (прочность, водонепроницаемость, морозостойкость).

Приборы и материалы

1.Прибор Вика с иглой и пестиком.

2.Кольцо к прибору Вика.

3.Мешалка для приготовления теста.

4.Бачок для испытания кипячением.

5.Ванна с гидравлическим затвором из оцинкованной стали для хранения изготовленных образцов.

6.Весы технические с разновесами.

7.Цилиндр для отмеривания воды.

8.Чашка и лопатка для приготовления цементного теста.

9.Электроплитка.

163

Методика испытаний

Согласно ГОСТ 310.3-76, п. 3, для испытания на равномерность изменения объема цемента приготавливают тесто нормальной густоты согласно методике, приведенной в задании № 1. Затем на технических весах отвешивают 4 навески теста по 75 г. Каждую навеску скатывают руками в виде шарика и помещают на стеклянную или металлическую пластинку, предварительно смазанную машинным маслом.

Пластинки с шариками легко встряхивают до момента расплыва шариков в лепешки диаметром 7…8 см и толщиной в середине около 1 см. Для получения острых краев и гладкой закругленной поверхности лепешки заглаживают от наружных краев к центру смоченным водой ножом. Приготовленные таким образом лепешки на пластинках хранят в течение (24 2) ч с момента приготовления в ванне с гидравлическим затвором (рис. 7.2), а затем подвергают испытанию.

Для испытания кипячением две цементные лепешки через (24 2) ч после затворения снимают с пластинок, помещают в бачок с водой на решетку (рис. 7.3), затем воду в бачке доводят до кипения за 30…45 мин и поддерживают кипение в течение 3 ч. После охлаждения лепешек в бачке производят их внешний осмотр.

О пригодности цемента судят по внешнему виду образцов, прошедших испытание.

164

Цемент считается недоброкачественным, если на лицевой поверхности лепешек, подвергнутых испытанию, обнаружатся радиальные, доходящие до краев трещины или сетка мелких трещин, видимая невооруженным глазом или в лупу, а также какие-либо искривления и увеличения объема лепешек. Наличие искривлений устанавливается при помощи линейки, прикладываемой к плоской поверхности лепешки.

Иногда в первые сутки после изготовления лепешек появляются трещины, не доходящие до краев (рис. 7.4). Если на обратной стороне лепешек отсутствуют радиальные трещины и лепешки при постукивании одна о другую издают звонкий звук, то появление трещин усыхания не является признаком недоброкачественности цемента, а связано с внутренними усадочными напряжениями, возникающими при высыхании лепешек. Результаты определения заносят в табл. 7.5.

Рис. 7.4. Лепешки, испытанные на равномерность изменения объема: а, б – выдержавшие испытания (а – дефектов нет; б – трещины усадки);

в…д – не выдержавшие испытания (в – разрушение; г – радиальные трещины; д – искривление)

Результаты испытаний

Результаты определения записывают в табл. 7.5.

165

Т а б л и ц а 7.5

Определение равномерности изменения объема цемента

Показатели

Масса теста нормальной густоты, г

Дата и время изготовления лепешек

Дата и время испытания

Оценка внешнего вида лепешек после их испытания кипячением в течение 3-х часов

Заключение об испытании цемента на равномерность изменения объема

Заключение

Проанализировать полученные результаты и сделать заключение об испытании цемента.

Задание 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАСЫПНОЙ ПЛОТНОСТИ И МЕЖЗЕРНОВОЙ ПУСТОТНОСТИ ЦЕМЕНТА

Насыпная плотность цемента зависит от степени его уплотнения и пустотности. Ее необходимо знать для расчета состава бетонов и растворов; кроме того, ее значения учитывают при выборе емкостей для хранения цементов на складах и в бетоносмесительных отделениях заводов по производству железобетонных изделий.

Методика испытаний

Определение насыпной плотности цемента в рыхлом состоянии производится с помощью мерного цилиндрического сосуда вместимостью 1 л. Цемент насыпают в предварительно взвешенный мерный цилиндр с высоты 10 см от края сосуда до образования избыточного конуса. Конус снимают вровень с краями сосуда линейкой, избегая уплотнения, после чего определяют массу сосуда с цементом.

Насыпную плотность цемента вычисляют по формуле

166

где m1 масса мерного сосуда в кг;

m2 масса мерного сосуда с цементом в кг; V вместимость мерного сосуда в л.

Для сравнения можно определить насыпную плотность цемента и в уплотненном состоянии.

Расчет межзерновой пустотности производится по формуле

где зер плотность зерен цемента (3050 + 3150 кг/м3).

Результаты испытаний

Результаты испытаний записывают в табл. 7.6.

По результатам испытаний сделать выводы, проанализировав полученные результаты.

Проанализировать влияние механического уплотнения и уплотнения от длительного хранения на насыпную плотность цемента.

167

Задание 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ ИЗГИБЕ И СЖАТИИ ОБРАЗЦОВ-БАЛОЧЕК, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА

Основным показателем качества цемента является его марка,

численно выражающая гарантированный предел прочности при сжатии образцов-балочек, изготовленных в стандартных условиях. Активность цемента характеризует фактическую прочность при сжатии конкретных образцов. Марку цемента устанавливают по показателям предела прочности при изгибе и сжатии образцовбалочек размером 40х40х160 мм.

Для определения прочностных характеристик цемента изготавливаются образцы-балочки размерами 40х40х160 мм из цементнопесчаногораствора, состоящегоиз одной весовой части цемента и трех весовых частей стандартного полифракционного песка для испытания цемента (ГОСТ 6139-91) с размером зерен от 2,00 до 0,08мм. Применение других песков, чтобы исключить их влияние на прочность образцов, не допускается.

Приборы и материалы

1.Мешалка лопастная или бегунковая для перемешивания цементного раствора.

2.Чаша и лопатка для перемешивания раствора.

3.Встряхивающий столик и форма-конус.

4.Штыковка металлическая диаметром 26 мм.

5.Формы разъемные для изготовления образцов-балочек.

6.Насадка к формам.

7.Вибрационная площадка для уплотнения цементного раствора

вформах балочек.

8.Прибор для испытания на изгиб образцов-балочек.

9.Пресс с предельным усилием до 500 кН для определения предела прочности при сжатии половинок балочек.

10.Пластинки для передачи усилия на половинки образцовбалочек.

11.Пропарочная камера.

12.Весы технические с разновесами.

13.Цилиндр для отмеривания воды.

168

14.Нож.

15.Сосуд (ванна) с гидравлическим затвором для хранения изготовленных образцов.

16.Ванна для хранения образцов-балочек в воде.

Методика испытаний

1. Приготовление раствора и определение его консистенции.

Согласно ГОСТ 310.4-81, для определения прочностных характеристик цемента изготавливают образцы из цементного раствора в соотношении 1:3 (Ц:П) по массе. Водоцементное отношение при этом должно быть не менее 0,40 (В/Ц = 0,40), а консистенция раствора, определяемая на специальном приборе по расплыву конуса, не менее 106 мм. Консистенция растворной смеси определяется количеством воды в ее составе.

Консистенция раствора также зависит от размера зерен песка и содержания в нем примесей, поэтому для изготовления цементного раствора применяют стандартный полифракционный песок для испытания цемента – кварцевый природный песок с размером зерен от 0,08 до 2,0 мм и постоянным зерновым составом.

Для определения консистенции цементного раствора отвешивают 1500 г стандартного песка и 500 г цемента, всыпают их в предварительно протертую мокрой тканью сферическую чашу, а затем перемешивают цемент с песком лопаткой в течение 1 мин. В центре сухой смеси делают лунку и вливают в нее воду в количестве 200 г (В/Ц = 0,40). Через 0,5 мин после приливания воды еще раз перемешивают смесь в течение 1 мин, затем раствор переносят в предварительно протертую мокрой тканью чашу лабораторной бегунковой растворомешалки и перемешивают в ней в течение 2,5 мин (20 оборотов чаши-мешалки).

По окончании перемешивания форму-конус, установленную в центре стеклянного диска встряхивающего столика, заполняют раствором в два приема слоями равной толщины. Внутренняя поверхность конуса и диск столика перед проведением испытаний должны быть слегка увлажнены. Раствор уплотняют металлической штыковкой: нижний слой – 15-ю штыкованиями, верхний – 10-ю.

Во время укладки и уплотнения раствора конус прижимают рукой к стеклянному диску. После уплотнения верхнего слоя раствора

169

Количество повторных затворений и водоцементное отношение, полученное при достижении расплыва конуса 106…115 мм, заносятся в табл. 7.7.

Т а б л и ц а 7.7

Результаты определения консистенции раствора

170