Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Строительное материаловедение. Учебное пособие
.pdf
Основным ходовым видом цемента являлся ПЦ400. Он имеет
среднюю прочность. А стройматериал с индексом 500 использовался
для производства высокомарочных бетонов (газобетон, ленточные
фундаменты, перекрытия).
В соответствии с уставом нового ГОСТа предусмотрено 5 марок
цемента: ЦЕМ I - бездобавочный портландцемент, ЦЕМ II портладцемент с активными минеральными добавками. ЦЕМ III шлакопортландцемент, а также появились новые марки цемента - ЦЕМ
IV с пуццолановыми добавками и ЦЕМ V - композиционный с
различными примесями и их конфигурацией (шлак, известь, гипс).
Основными видами, которые имеют широкое применение являются
первые три марки.
Для цементов второй и третьей группы предусмотрены подгруппы
А и В, которые говорят о количестве добавок в смеси. Категория А - 620% - примесей, а В - 6-35%. У третьего сорта цемента есть только
одно обозначение А - 36-65%. Марка цемента первого типа не имеет
подтипов. Самая распространенная вторая категория через «/»
указывается наименование активной минеральной добавки.
Буквенные наименования: Ш - шлак, И - известь, З - зола, МК микроклинезем. Также цемент маркируется по прочности. По новому
ГОСТу есть 4 обозначения: 22,5, 32,5, 42,5 и 52,5. Приставка - Н нормально твердеющий, Б - быстротвердеющий. Для
быстротвердеющего цемента принято определять прочность по мимо
стандартного временного промежутка - 28 суток, уже в возрасте двух
суток прочность должна быть не ниже определённого показателя.
По новому ГОСТу предел прочности выражается в мегапаскалях.
Например, 52,5 МПа соответствует прочности 500 кг/см, обозначение
– ЦЕМ I 52,5Н.
Вот примеры расшифровки цемента по современному стандарту
обозначений:
1. ЦЕМ II/А-И 52,5Н – Портландцемент с содержанием известняка
от 6 до 20% и прочностью, соответствующей марке М600,
нормальнотвердеющий.
2. ЦЕМ I 22,5Б – Портландцемент без добавок прочность М300,
быстротвердеющий.
Кроме этих нормируемых параметров, существует ещё некоторые,
но они либо не отражены в наименовании марки, либо оговариваются
отдельно для нестандартных, либо специальных сортов цементов.
Далее приведена примерная схема соответствий цифровых
обозначений прочности со старым ГОСТом: 600 – 52,5; 500 – 42,5; 400
– 32,5; 300 – 22,5; 200 – 15; 100 – 7,5.
1 марта 2017 введен в действие ГОСТ 31108-2016 «Цементы
общестроительные. Технические условия».
Согласно ГОСТ 31108-2016 и ГОСТ 30515-2013 «Цементы. Общие
технические условия» по вещественному составу цементы на основе
портландцементного клинкера подразделяют на типы,
характеризующиеся различным видом и содержанием минеральных
добавок:
- тип I - портландцемент, содержащий в качестве основного
компонента вещественного состава только портландцементный
клинкер;
- тип II/А - портландцемент с минеральными добавками,
содержащий в качестве основных компонентов портландцементный
клинкер и минеральную добавку или смесь минеральных добавок в
количестве от 6% до 20%;
- тип II/В - портландцемент с минеральными добавками,
содержащий в качестве основных компонентов портландцементный
клинкер и шлак в количестве от 21% до 35%;
- тип III - шлакопортландцемент, содержащий в качестве основных
компонентов портландцементный клинкер и доменный
гранулированный, электротермофосфорный или топливный шлак в
количестве от 36% до 65%;
- тип IV - пуццолановый цемент, содержащий в качестве основных
компонентов портландцементный клинкер и пуццолану в количестве
от 21% до 35%;
- тип V - композиционный цемент, содержащий в качестве
основных компонентов портландцементный клинкер и смесь шлака и
пуццоланы и/или золы-уноса в количестве от 22% до 60%.
- тип I-C - сульфатированный портландцемент, содержащий в
качестве основного компонента портландцементный клинкер, в
качестве вспомогательного компонента - сульфоалюминатный
(сульфоферритный) клинкер в количестве не более 5%;
- тип II-С сульфатированный портландцемент, содержащий в
качестве основных компонентов портландцементный клинкер,
сульфоалюминатный (сульфоферритный) клинкер в количестве от 6%
до 20%.
По прочности на сжатие цементы подразделяют на классы: 22,5;
32,5; 42,5; 52,5. В нормативных документах на цементы конкретных
видов могут быть установлены дополнительные классы прочности или
ограничения по применяемым классам. Для некоторых специальных
видов цементов с учетом их назначения допускается устанавливать
только один класс прочности или устанавливать значения прочности,
отличающиеся от указанных выше.
По скорости твердения общестроительные цементы подразделяют
на подклассы прочности:
- нормальнотвердеющие (Н) с нормированием прочности в возрасте
2 (7) и 28 сут;
- быстротвердеющие (Б) с нормированием прочности в возрасте 2
сут, повышенной по сравнению с нормальнотвердеющими, и 28 сут;
- медленнотвердеющие (М) с нормированием начальной прочности
в возрасте 7 (2) сут, пониженной по сравнению с
нормальнотвердеющими цементами, и 28 сут.
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.
Технические требования цементам, изготавливаемым на основе
портландцементного клинкера нормированного состава и
применяемым для бетонов покрытий и оснований автомобильных
дорог представлены в ГОСТ 33174-2014. Данный нормативный
документ также устанавливает требования к цементам и их
компонентам.
Порядок выполнения работы
1. Определение тонкости помола
Сущность метода и ход выполнения опыта изложены в п. 1
лабораторной работы № 4 «Испытание строительного гипса»
настоящих методических указаний. Тонкость помола цемента
определяют через остаток на сите № 008 в процентах к
первоначальной массе просеиваемой пробы с точностью до 0,1 %.
Нормативная тонкость помола цемента, согласно ГОСТ 310.2–76
(1992) характеризуется остатком на сите не более 15 %
2. Определение нормальной густоты цементного теста
Смесь цемента с водой называют цементным тестом. Нормальная
густота цементного теста характеризуется такой консистенцией, при
которой пестик прибора Вика, погруженный в кольцо с цементным
тестом, не доходит до пластины, на которой установлено кольцо, на 5–
7 мм.
Нормальная густота выражается количеством воды затворения,
вычисленное в процентах к массе цемента (или в долях единицы).
Сущность метода заключается в определении содержания воды затворения в цементном тесте, которое имеет консистенцию,
обеспечивающую проникновение пестика прибора Вика на
определенную глубину.
Порядок испытания
1. Перед началом испытаний прибор Вика готовят к работе в
соответствии с п. 3 лабораторной работы № 4 «Испытание
строительного гипса» настоящих методических указаний, и заменяют
иглу на пестик.
2. Для приготовления цементного теста отвешивают 400 г цемента,
высыпают в чашу, предварительно протертую влажной тканью. Затем
делают в цементе углубление, в которое вливают в один прием воду в
количестве, необходимом (ориентировочно 100–110 мл) для получения
цементного теста нормальной густоты, и перемешивают (растирают)
тесто лопаткой в течение 5 мин.
3. После окончания перемешивания кольцо наполняют в один
прием цементным тестом и 6 раз встряхивают его, постукивая
пластину о стол. Поверхность теста выравнивают и ставят пластину с
кольцом на прибор.
4. Приводят пестик в соприкосновение с тестом в центре кольца и
закрепляют стержень стопорным устройством. Затем резко
освобождают стержень, откручивая стопорный винт, и через каждые
30 с определяют по шкале глубину погружения пестика в цементное
тесто. Пестик не должен доходить до пластины 5–7 мм.
5. При несоответствующей консистенции цементного теста
изменяют количество воды затворения (увеличивают или уменьшают)
и повторяют опыт, добиваясь заданного погружения пестика.
Численное значение нормальной густоты, % с точностью до 0,1:
НГ =
где В – количество воды затворения, мл; Ц – масса цемента, для
испытания (400 г).
3. Определение сроков схватывания цементного тест
Сроки схватывания цементного теста определяют на приборе Вика,
заменив пестик на иглу, аналогично п. 3 лабораторной работы № 4
«Испытание строительного гипса» настоящих методических указаний.
1. Готовят цементное тесто нормальной густоты в соответствии с
п.2 данной работы, отмечая момент времени начала смешивания с
водой.
2. Иглу вводят в соприкосновение с поверхностью цементного
теста, уложенного в кольцо в соответствии с п. 2 данной работы.
В
∙100, (5.1)
Ц
Порядок испытания
3. Иглу резко погружают в тесто, откручивая зажимной винт. Через
каждые 10 мин после погружения передвигают кольцо так, чтобы игла
не попадала в одно и то же место. После каждого погружения иглу
вытирают влажной тканью.
4. Началом схватывания цементного теста считают время,
прошедшее от начала затворения (момент приливания воды до того
момента, когда игла не доходит до пластины 2–4 мм). Концом
схватывания цементного теста считают время от начала затворения до
момента, когда игла опускается в тесто не более чем на 1–2 мм.
4. Определение марки цемента
Марка цемента соответствует пределу прочности при сжатии
образцов размером 40×40×160 мм, изготовленных и твердевших в
соответствии с требованиями ГОСТ 310.4–81 (2003).
Порядок испытания
1. Приготавливают цементно-песчаный раствор. Для этого
отвешивают 1500 г вольского песка и 500 г цемента, высыпают их в
сферическую чашку и перемешивают лопаткой в сухом состоянии в
течение минуты. Затем в центре сухой смеси делают воронку, вливают
в нее 200 мл воды и перемешивают смесь 3–5 мин.
2. По окончании перемешивания определяют консистенцию
полученной растворной смеси. Для чего используют встряхивающий
столик и форму-конус с насад-кой, смоченные влажной тканью.
3. Конус с насадкой заполняют раствором наполовину и уплотняют
штыкованием 15 раз, затем наполняют конус с небольшим избытком и
штыкуют 10 раз. Затем насадка и излишек раствора снимается ножом
вровень с краями конуса.
4. После этого конус вертикально снимают, а раствор встряхивают
30 раз в течение 30 с.
5. Измеряют диаметр основания расплывшегося конуса в двух
взаимно перпендикулярных направлениях линейкой и берут среднее
значение. Расплыв конуса должен быть 106–115 мм. При отклонениях
от указанных пределов готовят новую смесь с большим или меньшим
количеством воды.
6. Из раствора требуемой консистенции формуют опытные
образцы-балочки с помощью металлических форм, предварительно
смазанных машинным маслом.
7. Формы закрепляют на лабораторной виброплощадке, заполняют
на 1 см раствором и включают виброплощадку. В течение первых 2-х
мин вибрации заполняют все три гнезда формы раствором и
вибрируют еще минуту.
8. После окончания формования отключают виброплощадку, форму
Показатель
Установлено испытанием
Нормальная густота цементного т
еста, %
Сроки схватывания, мин:
начало
конец
Марка
снимают, убирают ножом излишек раствора, заглаживают поверхность
образцов и маркируют их.
9. После изготовления образцы в формах хранят в ваннах с
гидравлическим затвором 24±2,ч. Затем образцы расформовывают и
укладывают в ванны с водой на 28 сут.
4. Испытание образцов на изгиб и сжатие после 28 сут. производят
по методике, описанной в п.п. 1 и 2 лабораторной работы № 2
«Механические свойства строительных материалов» настоящих
методических указаний.
Результаты испытаний портландцемента представляют в виде табл.
5.1.
Таблица 5.1
Результаты испытаний
Контрольные вопросы
1. Что такое портландцемент?
2. Понятие химического и минерального состава цемента.
3. Какими физическими и механическими свойствами обладает
портландцемент и цементный камень?
4. Опишите методику определения нормальной густоты
цементного теста и связь этой характеристики со свойствами
цементного камня.
5. Какие виды цементов Вы знаете?
6. Как определяется марка или класс по прочности цемента?
Лабораторная работа № 6
ИСПЫТАНИЕ МЕЛКОГО ЗАПОЛНИТЕЛЯ БЕТОНА
(ПЕСКА)
Цель работы: изучить физико-механические характеристики песка
или отсева дробления щебня, а также оценить их соответствие
нормативным требованиям согласно ГОСТ 32730-2014, ГОСТ 328242014, ГОСТ31424-2010.
Аппаратура и материалы: весы электронные по ГОСТ 24104 с
наибольшим пределом взвешивания не менее 5000 г и ценой деления
не более 0,1 г; шкаф сушильный, обеспечивающий циркуляцию
воздуха и поддержание температуры в интервале (110±5) °С; сито с
ячейками размером 4 и 0,125 мм; сосуд металлический
цилиндрической формы вместимостью (1±0,05) дм; линейка
металлическая по ГОСТ 427; савок металлический или пластмассовый;
противни металлические; термостат, обеспечивающий поддержание
температуры в интервале (20±0,5) °С; термометр с ценой деления не
более 0,2 °С; пикнометры вместимостью 100 см по ГОСТ 22524;
эксикатор по ГОСТ 25336; кальций хлористый (кальций хлорид) по
ГОСТ 450; песчаная баня; таймер с диапазоном измерения не менее 30
мин и ценой деления не более 1 мин; электроплитка;
дистиллированная вода по ГОСТ 6709; вакуумная установка с
возможностью создавать и поддерживать давление (2000±100) Па;
прибор Ле-Шателье; набор сит с ячейками размером 0,125; 0,25; 0,5; 1;
2 и сита с квадратными ячейками размером 4; 8 мм по ISO 3310-1;
поддоны и крышки для сит; противни металлические; сита с
квадратными ячейками размерами 0,063; 2; 4 мм; груша резиновая
объемом не более 1 дм; цилиндры мерные вместимостью 50 или 100
см по ГОСТ 1770; баня водяная; натрия гидроокись (гидроксид
натрия) по ГОСТ 4328 , 3%-ный раствор; танин, 2%-ный раствор в 1%ном этаноле; пипетка с делениями вместимостью 5 мл по ГОСТ 29230;
шаблон передвижной или штангенциркуль по ГОСТ 166; шаблон
передвижной или штангенциркуль по ГОСТ 166; .
Основные понятия
Мелкий заполнитель бетона (песок) – это зернистый материал с
размером частиц 0,14–5 мм.
Мелкий заполнитель, как и крупный, может быть естественным или
искусственным. Естественные пески образовались в результате
выветривания различных горных пород (магматических,
метаморфических, осадочных).
Искусственные являются отходами производства щебня (отсевами)
или продуктом дробления отходов промышленности и искусственных
пористых заполнителей. Свойства песка зависят от свойств материала,
из которого он получен, зернового состава, содержания вредных
примесей, а также модуля крупности.
При проведении испытаний должны соблюдаться следующие
условия для помещений, в которых проводится испытание материала:
- температура воздуха (21±4) °С;
- относительная влажность воздуха не более 80%.
Порядок выполнения работы
1. Определение насыпной плотности
Насыпную плотность определяют путем взвешивания песка в
мерном сосуде.
Насыпную плотность песка определяют по методике, изложенной в
п. 3 лабораторной работы №1 «Физические свойства строительных
материалов» настоящих методических указаний или ГОСТ 32721-
2014.
Порядок испытания
1. Подготовленную единичную пробу массой не менее 4000 г.
высушивают до постоянной массы и просеивают через сито с
размерами ячеек 4 мм.
2. Взвешивают чистый сухой сосуд.
3. Устанавливают сосуд на металлический противень.
4. При помощи совка заполняют сосуд песком с высоты (10±3) см
от верхнего ободка. Насыпают песок до полного заполнения сосуда.
5. С помощью металлической линейки аккуратно удаляют излишек
песка вровень с верхним ободком цилиндрического сосуда движением
к себе, от себя или от середины влево и вправо. Удаление лишнего
материала проводят без уплотнения.
6. Взвешивают сосуд с песком.
Насыпную плотность песка ρ
г/см3, рассчитывают с точностью до
нас
второго знака после запятой по формуле:
=
нас
, (6.1)
где m1 – масса сосуда с пробой, г; m2 – масса пустого сосуда, г;
V - объем сосуда, см3.
Расхождение между результатами двух параллельных испытаний
не должно превышать значения 0,1 г/см3. В противном случае
испытание необходимо повторить. Насыпную плотность вычисляют
как среднеарифметическое двух параллельных определений.
2. Определение истинной плотности
Сущность метода состоит в определении массы зерен песка в
абсолютно плотном состоянии путем взвешивания до и после
кипячения.
Истинная плотность песка определяют по методике, изложенной в
п. 1 лабораторной работы №1 «Физические свойства строительных
материалов» настоящих методических указаний или ГОСТ 32722-2014.
2.1 Пикнометрический метод А
Сущность метода состоит в определении массы зерен песка в
абсолютно плотном состоянии путем взвешивания до и после
кипячения.
Порядок испытания
1. Подготавливают единичную пробу массой (500±10) г и
просеивают её через сита с размером ячеек 4 и 0,125 мм. Просеянный
через сито 0,125 мм материал высушивают до постоянной массы,
помещают в эксикатор над безводным хлористым кальцием и дают
ему остыть до комнатной температуры. После этого отбирают из
материала две мерные пробы. Масса мерной пробы должна составлять
(15,00±0,01) г.
2. Взвешивают по одному сухие чистые пикнометры.
3. Подготовленные по 6.1.3.2 мерные пробы засыпают в
пикнометры.
4. Взвешивают пикнометры с песком.
5. Добавляют в пикнометры с песком дистиллированной воды
примерно до заполнения 2/3 их объёма. Содержимое аккуратно
перемешивают и ставят пикнометры в наклонном положении на
песчаную баню, установленную на электроплитку.
6. Содержимое пикнометров доводят до кипения и кипятят в
течение 15-20 мин для удаления пузырьков воздуха.
7. После этого пикнометры снимают с песчаной бани, охлаждают
до комнатной температуры, помещают в водяной термостат таким
образом, чтобы верхняя часть горловины находилась на 0,5-1 см выше
уровня воды, и выдерживают при температуре (20±0,5) °С в течение
(25±5) мин. Затем в пикнометры добавляют дистиллированную воду
до отметки на горловине, обтирают поверхность пикнометров
салфеткой или бумажным полотенцем и взвешивают. Добавляемая
дистиллированная вода должна иметь температуру (20±0,5) °С.
8. Освобождают пикнометры от содержимого, промывают и заново
наполняют дистиллированной водой до отметки, расположенной ниже
метки на горловине, помещают их в водяной термостат и
выдерживают в течение 10-15 мин. Затем в пикнометры добавляют
дистиллированную воду до отметки на горловине, обтирают
поверхность пикнометров салфеткой или бумажным полотенцем и
взвешивают. Добавляемая дистиллированная вода должна иметь
температуру (20±0,5) °С.
Истинную плотность песка ρ
, г/см3 определяют по формуле:
ист
ист
(
=
)
∙
в
, (6.2)
где m - масса пикнометра с песком, г; m1 - масса пустого пикнометра, г;
m2 - масса пикнометра с дистиллированной водой, г; m3 - масса
пикнометра с песком и дистиллированной водой наполненного до
метки, г; ρв- плотность воды, равная 1 г/см3.
Расхождение результатов двух параллельных испытаний истинной
плотности не должно превышать значения 0,02 г/см3. В противном
случае повторяют определение истинной плотности.
2.2 Пикнометрический метод Б
Сущность метода состоит в определении массы зерен песка в
абсолютно плотном состоянии путем взвешивания до и после
вакуумирования.
Порядок испытания
1. Подготавливают единичную пробу в соответствии с п. 2.1 данной
лабораторной работы.
2. Взвешивают по одному чистые и сухие пикнометры.
3. Мерные пробы, подготовленные по 5.3.2, засыпают в
пикнометры. Взвешивают пикнометры с песком.
4. Добавляют в пикнометры дистиллированной воды в таком
количестве, чтобы песок был полностью покрыт водой.
5. Устанавливают пикнометры в вакуумную установку. Создают
давление в вакуумной установке (2000±100) Па и выдерживают
указанное давление в течение 30 минут.
6. По истечению отведенного времени давление доводят до
атмосферного. Извлекают пикнометры из вакуумной установки и
наполняют их дистиллированной водой до отметки, расположенной
ниже метки на горловине.
7. Помещают в водяной термостат таким образом, чтобы верхняя
часть горловины находилась на 0,5-1 см выше уровня воды, и
выдерживают при температуре (20±0,5) °С в течение (25±5) мин.
8. По истечении (25±5) мин в пикнометры добавляют
дистиллированную воду до отметки на горловине, обтирают
поверхность пикнометров салфеткой или бумажным полотенцем и
взвешивают. Добавляемая дистиллированная вода должна иметь
температуру (20±0,5) °С.
Истинную плотность песка ρ
, г/см3 определяют по формуле:
ист
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]