Добавил:

ivanov666 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Башкирский Государственный Аграрный Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Проектирование состава цементного бетона для автомобильных дорог общего пользования. Учебное пособие

.pdf

Скачиваний:

Добавлен:

08.09.2026

Размер:

2 Мб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Методики определения водоотделения, признаков ложного схваты-

вания и удельной поверхности цемента подробно в настоящем пособии не рассматриваются, однако ниже приведена их краткая характеристика.

Водоотделение – количество воды, отделившейся при расслоении

цементного теста, хранившегося в нормированных условиях, вследствие седиментационного осаждения частиц цемента. Водоотделение определяют по методике ГОСТ 310.6, предусматривающей приготовление цементного теста и наблюдение за его оседанием. Сравнивая объем приготовленного цементного теста с объемом осевшего цементного теста, рассчитывают величину водоотделения.

Ложное схватывание – преждевременная частичная или полная

потеря подвижности цементным тестом, устраняемая с помощью механического воздействия. Основные причины ложного схватывания – дегидратация двуводного гипса до полуводного (при нарушении температурного режима в процессе помола клинкера), а также повышенное содержание в цементе свободной извести и щелочей. Методика определения ложного схватывания регламентирована ГОСТ Р 56588.

Удельная поверхность ‒ величина суммарной поверхности частиц

цемента, отнесенная к единице его массы (м2/кг). С увеличением удельной поверхности возрастает поверхностная энергия и химическая активность частиц цемента. Удельную поверхность цемента определяют методом воздухопроницаемости по ГОСТ 30744 с помощью специального прибора конструкции Блейна. При этом в расчетах используют фактическое значение истинной плотности цемента.

Методы испытаний портландцемента установлены ГОСТ 30744.

Общие требования к проведению испытаний

– Точечные пробы цемента (упакованного или перевозимого в неупа-

кованном виде) следует отбирать методом случайного отбора с учетом требований ГОСТ 30515 к количеству и массе проб, глубине отбора проб, порядку приготовления объединенной и лабораторной проб и т.д., их упаковки, маркировки и хранения, а также составления акта отбора проб.

– Контрольные испытания цемента по всем показателям, кроме

прочности, должны быть выполнены, а испытания на прочность начаты не позднее истечения гарантийного срока, установленного нормативным документом на цемент конкретного вида.

– Результаты контрольных испытаний считаются удовлетворитель-

ными, если они по всем показателям качества соответствуют требованиям нормативного документа на цемент данного вида, типа, класса и подкласса прочности.

– Пробы цемента хранят в сухом помещении при относительной

влажности воздуха не более 50 %.

– Перед испытанием цемент, песок и воду выдерживают до приня-

тия ими температуры помещения.

– Испытания следует проводить в помещениях с температурой воз-

духа (20±2) °С и относительной влажностью не менее 50 % при изготовлении образцов для определения прочности, не менее 65 % при определении сроков схватывания и равномерности изменения объема.

– Перед испытанием каждую пробу цемента просеивают через сито

с сеткой № 09 (с размером ячеек в свету 0,9 мм) по ГОСТ 6613. Остаток на сите взвешивают и отбрасывают. Массу остатка в процентах, а также его характеристику (наличие комков, кусков дерева, металла и пр.) заносят в рабочий журнал. После просеивания пробу цемента перемешивают.

– Для приготовления цементного теста, изготовления и хранения кон-

трольных образцов применяют дистиллированную воду или воду, соответствующую ГОСТ 6709 в части требований к массовой доле ионов хлора и кальция. Для хранения образцов допускается использовать водопроводную воду из систем централизованного хозяйственно-питьевого водоснабжения, соответствующую требованиям нормативных документов.

– Воду следует взвешивать с погрешностью ±1 г или отмеривать с погрешностью ±1 мл. Сосуд для взвешивания или отмеривания воды тарируют в смоченном состоянии.

– Запрещается применять алюминиевые и оцинкованные формы, чаши, лопатки и т. п., так как цементное тесто имеет сильнощелочную среду (рН=11-13) и разрушает цинк и алюминий.

При описании методик оценки качества цемента использованы терминология и отдельные положения в редакции ГОСТ 31108, ГОСТ 30515, ГОСТ 30744, ГОСТ Р 55224, ГОСТ 33174 и др.

1.3. Установление класса прочности цемента

Класс прочности цемента устанавливают по результатам испытаний на сжатие в возрасте 28 сут трех образцов-балочек размерами 40×40×160 мм, изготовленных из стандартного цементного раствора.

Под стандартным цементным раствором понимают затвердев- шую однородную смесь цемента, стандартного полифракционного песка по ГОСТ 6139 и воды в нормированном соотношении (1:3 по массе при водоцементном отношении, равном 0,50).

Стандартный полифракционный песок – смесь фракций природного кварцевого песка, имеющая нормированный зерновой и химический составы.

Аппаратура:

− смеситель для приготовления цементного раствора, чаша и ло-

пасть которого изготовлены из нержавеющей стали;

− формы металлические трехгнездовые (рис. 1.1);

− нажимные пластинки для передачи нагрузки на половинки образ-

цов-балочек (рис. 1.2);

− насадка к формам высотой H, равной 20-40 мм;

− пластинки для формы размером 210х185 мм толщиной 6 мм с шли-

фованными краями (из стекла или другого водонепроницаемого материала);

− приспособления для укладки растворной смеси в форму − лопатки

для выравнивания первого и второго слоя уложенной смеси (рис. 1.3);

− встряхивающий стол для уплотнения растворной смеси или вибрационная площадка с вертикальной амплитудой колебаний (0,350,03) мм и частотой колебаний 3000 в мин, укомплектованная реле времени;

− металлическая линейка по ГОСТ 427;

− прибор для испытания образцов-балочек на изгиб с предельной нагрузкой до 10 кН, обеспечивающий среднюю скорость нарастания нагрузки (50±10) Н/с;

− машина для испытания на сжатие половинок образцов-балочек с предельной нагрузкой до 500 кН;

− камера (шкаф) влажного хранения;

− ванна для водного хранения образцов-балочек с решеткой из некорродирующего материала;

− весы лабораторные по ГОСТ OIML R 76-1 с погрешностью не более 2 г;

− цилиндр мерный с ценой деления не более 1 мл.

Рис. 1.1. Форма Рис. 1.2. Нажимная пластинка

а) б)

Рис. 1.3. Приспособления для укладки растворной смеси:

а − лопатка для первого слоя растворной смеси;

б − лопатка для второго слоя; Н − высота насадки

Проведение испытаний

Испытания выполняются в следующем порядке:

− изготовление образцов-балочек;

− хранение образцов-балочек до момента испытаний;

− определение прочности на растяжение при изгибе

и прочности

на сжатие

;

− установление класса прочности цемента.

Изготовление образцов-балочек

Для изготовления трех образцов-балочек взвешивают 450 г цемента,

используют одну упаковку стандартного полифракционного песка массой 1350 г и отмеривают 225 мл или взвешивают 225 г воды.

Песок высыпают в дозирующее устройство смесителя. Чашу смесителя протирают влажной тканью. В нее выливают воду и добавляют цемент. В рабочем журнале указывают время затворения. Включают смеситель.

Общее время приготовления растворной смеси 240 с. Продолжительность и последовательность операций приготовления смеси:

‒ перемешивание цемента с водой (30 с) при малой скорости вращения лопасти смесителя;

‒ дозирование песка (30 с) при малой скорости вращения лопасти смесителя;

‒ перемешивание смеси (30 с) при большой скорости вращения лопасти смесителя;

‒ остановка (90 с), включающая сбор растворной смеси со стенок чаши в середину в течение первых 15 с;

‒ перемешивание смеси (60 с) при большой скорости вращения лопасти смесителя.

Последовательность изготовления стандартных образцов-балочек при уплотнении на встряхивающем столе:

− тщательно собирают форму, смазывают маслом внутреннюю по-

верхность стенок каждого отсека и опорной плиты;

− на форму устанавливают насадку, форму помещают на платформу

встряхивающего стола и закрепляют зажимами;

− приспособления, используемые для укладки растворной смеси,

протирают влажной тканью;

− укладывают и уплотняют первый слой растворной смеси.

Для этого из чаши смесителя лопаткой отбирают поочередно три порции смеси массой около 300 г каждая и укладывают в отсеки формы. Смесь уплотняют сначала лопаткой, затем на встряхивающем столе. Лопатку для выравнивания первого слоя смеси устанавливают вертикально, опирая ее плечиками на стенки насадки. Лопатку перемещают по одному разу туда и обратно вдоль каждого отсека формы. Затем включают встряхивающий стол и в течение одного рабочего цикла (60 ударов с частотой один удар в секунду) уплотняют смесь. По завершении рабочего цикла стол автоматически отключается;

− укладывают второй слой, равномерно заполняя отсеки формы сме-

сью, оставшейся в чаше смесителя, и выравнивают ее лопаткой для второго слоя (перемещая лопатку аналогично описанному выше). Затем включают встряхивающий стол и в течение одного рабочего цикла уплотняют растворную смесь;

− с формы снимают насадку. Металлическую линейку устанавли-

вают ребром перпендикулярно к поверхности образцов и, перемещая ее пилообразными движениями вдоль формы по одному разу туда и обратно, удаляют излишек растворной смеси. Затем линейкой, наклоненной почти до горизонтального положения, выравнивают поверхность образцов. Образцы маркируют.

Для уплотнения растворной смеси в форме допускается использовать вибрационные площадки. Время уплотнения растворной смеси должно быть подобрано таким образом, чтобы средняя масса образца, уплотненного на встряхивающем столе, после одних суток твердения в камере влажного хранения отличалась от средней массы образцабалочки, уплотненного на вибрационной площадке и твердевшего в аналогичных условиях, не более чем на 1,0 %.

При уплотнении растворной смеси на вибрационной площадке подготовленную форму закрепляют в центре вибрационной площадки, плотно прижимая ее к плите. Форму по высоте наполняют приблизительно на 1 см смесью и включают вибрационную площадку. В течение первых 2 мин вибрации все три гнезда формы равномерно заполняют небольшими порциями растворной смеси. По истечении экспериментально подобранного времени уплотнения (приблизительно 3 мин от начала вибрации) вибрационную площадку отключают, форму снимают. Далее выполняют те же действия, что описаны выше: удаляют излишки смеси и маркируют образцы.

Хранение образцов-балочек

Форму с изготовленными образцами-балочками накрывают пластинкой и помещают в камеру влажного хранения. Устанавливать формы с образцами одну на другую не допускается. Температура в камере влажного хранения должна быть (20±1) °С, относительная влажность − не менее 90 %. Температуру и влажность следует регистрировать не реже чем через каждые 4 ч.

Через (24±1) ч формы с образцами вынимают из камеры влажного хранения и осторожно расформовывают. Для проверки качества выполнения операций перемешивания и уплотнения, а также контроля содержания воздуха в растворе образцы рекомендуется взвешивать и определять их среднюю плотность.

Расформованные образцы хранят на решетках в ванне с водой с соблюдением следующих условий:

− образцы помещают на решетку в горизонтальном положении за-

глаженной поверхностью вверх;

− уровень воды над образцами должен быть не менее 2 см;

− образцы не должны соприкасаться друг с другом;

− температура воды в ванне должна быть (20±1) °С;

− через каждые 14 сут половину объема воды в ванне следует заме-

нять свежей водой. Полная смена воды в ванне во время хранения образцов не допускается;

− в одной ванне следует хранить образцы из аналогичных по составу

цементов.

Определение прочности на растяжение при изгибе

По истечении установленного срока хранения образцы испытывают с соблюдением предельных отклонений по времени от момента затворения до начала испытания:

− (±15) мин – при сроке испытания 2 сут;

− (±2) ч – при сроке испытания 7 сут;

− (±8) ч – при сроке испытания 28 сут.

Непосредственно перед испытанием с поверхности образцов влажной тканью удаляют капли воды. Схема испытаний приведена на рис. 1.4.

Образец устанавливают на опорные элементы прибора таким образом, чтобы его грани, горизонтальные при изготовлении, находились в вертикальном положении, а поверхность с маркировкой была обращена к испытателю. Образцы испытывают в соответствии с инструкцией к прибору.

Рис. 1.4. Схема определения предела прочности на растяжение при изгибе

Средняя скорость нарастания нагрузки должна быть (50±10) Н/с.

В ходе испытаний фиксируют предел прочности на растяжение при изгибе каждого образца-балочки. Результаты заносят в табл. 1.5.

Таблица 1.5

Результаты испытания образцов-балочек в возрасте 28 сут

Номер

об-

разца

Предел прочности

на растяжение при изгибе

МПа

Разрушающая

нагрузка

при сжатии,

Предел прочности

на сжатие

, МПа

отдельного

образца

среднее

значение

отдель-

ного

образца

среднее

значение

Определение прочности на сжатие

Половинки образцов-балочек, полученные при испытании на растяжение при изгибе, сразу же испытывают на сжатие. Схема испытаний приведена на рис. 1.5.

Половинку образца-балочки помещают между нажимными пластинками таким образом, чтобы его грани, горизонтальные при изготовлении, находились в вертикальном положении, а поверхность с маркировкой была обращена к испытателю. В продольном направлении расположение половинки образца-балочки должно быть таким, чтобы ее торец выступал из нажимных пластинок примерно на 10 мм.

Рис. 1.5. Схема определения предела прочности при сжатии

1  верхняя плита пресса; 2  нажимные пластинки;

3  половинка образца; 4  нижняя плита пресса

Средняя скорость нарастания нагрузки должна быть (2400±200) Н/с.

В ходе испытаний для каждого образца фиксируют разрушающую нагрузку. Результаты заносят в табл. 1.5.

Обработка результатов испытаний

Предел прочности при изгибе отдельного образца

, МПа, рассчи-

тывают по формуле



, (1.1)

где Р  разрушающая (максимальная) нагрузка, Н;

L  расстояние между осями опор; L =100 мм; b − ширина образца, мм; h  высота образца посередине пролета, мм.

Прочность цемента на растяжение при изгибе определяют как среднее арифметическое значение результатов испытаний трех образцов.

Результаты вычислений округляют до 0,1 МПа и записывают в табл. 1.5.

Экспериментально установленные значения предела прочности на растяжение при изгибе используют при расчете состава бетона покрытий и оснований автомобильных дорог, а также бетона аэродромных покрытий.

Предел прочности при сжатии отдельного образца

, МПа, рассчи-

тывают по формуле



, (1.2)

где P  разрушающая нагрузка, Н;

S  площадь рабочей поверхности пластинки, равная 2500 мм2.

Прочность цемента на сжатие вычисляют как среднее арифметическое результатов испытаний шести половинок образцов-балочек, округляют до 0,1 МПа и заносят в табл. 1.5.

Если один из шести результатов отличается более чем на 10 % от среднеарифметического значения, его следует исключить и рассчитать среднеарифметическое значение по оставшимся пяти результатам.

Если еще один результат отличается более чем на 10 % от среднего арифметического значения оставшихся пяти результатов, испытания считают выполненными неудовлетворительно. В этом случае все результаты признают недействительными.

Полученное среднее значение предела прочности при сжатии половинок образцов-балочек из стандартного цементного раствора в возрасте 28 сут называют активностью цемента

. Значение активности це-

мента используют при установлении класса прочности цемента и при расчете состава бетона.

Оценка результатов определения прочности цемента

По результатам определения прочности на сжатие (величине активности) по табл. 1.1 устанавливают класс прочности цемента. Прочность на растяжение при изгибе при назначении класса цемента не учитывается.

Для определения подкласса прочности цемента для каждого установленного срока испытаний (2 или 7 сут) дополнительно изготавливают и испытывают по три образца-балочки.

1.4. Определение нормальной густоты цементного теста

Цементное тесто – однородная пластичная смесь цемента с водой. Его консистенция при одном и том же количестве цемента, в зависимости от расхода воды, может быть разной. Нормальную густоту цементного теста выражают водоцементным отношением

,ЦВ

%, при котором

достигается нормированная консистенция теста.

Испытания проводят по методике ГОСТ 30744.

<<< < Предыдущая 12 / 162 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]