Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Проектирование состава цементного бетона для автомобильных дорог общего пользования. Учебное пособие
.pdf
21
Аппаратура:
– прибор Вика в комплекте с пестиком, иглой, кольцом и пластинкой;
– смеситель для приготовления цементного теста;
– весы по ГОСТ OIML R 76-1 с погрешностью не более 1 г;
– цилиндр мерный по ГОСТ 1770 с погрешностью не более 1 мл.
Проведение испытаний
Испытания проводят в следующей последовательности.
− Подготовка прибора Вика: проверка чистоты пестика и его закреп-
ление в нижней части стержня, проверка нулевого показания прибора и
свободного перемещения стержня, смазка кольца и пластинки машинным маслом.
− Приготовление цементного теста. Чашу смесителя протирают влажной тканью и выливают в нее воду в количестве, необходимом (ориентировочно) для получения цементного теста нормальной густоты; осторожно
в течение 5–10 с в чашу высыпают 500 г цемента и включают смеситель на
малую скорость. Время окончания высыпания цемента в воду считают
началом затворения. Через 90 с смеситель останавливают. В течение 15 с
скребком со стенок чаши снимают налипшее цементное тесто и сдвигают
его в середину чаши. Вновь включают смеситель на малую скорость и продолжают перемешивание еще в течение 90 с. Суммарное время перемешивания цементного теста – 3 мин, не считая времени остановки.
− Оценка консистенции цементного теста, определение глубины погружения пестика. Приготовленное цементное тесто быстро за один прием
переносят в кольцо, установленное на пластинке. Кольцо заполняют с избытком, без уплотнения или вибрации. Избыток цементного теста срезают
ножом, протертым влажной тканью, вровень с краями кольца до получения
ровной поверхности. Кольцо с пластинкой устанавливают на основание
станины прибора Вика. Пестик прибора доводят до соприкосновения с поверхностью теста в центре кольца и закрепляют стержень стопорным
устройством. Через 1-2 с освобождают стержень, предоставляя пестику
свободно погружаться в цементное тесто. Время от зафиксированного
начала затворения до начала погружения пестика в цементное тесто
должно составлять 4 мин. Через 30 с после освобождения стержня по
шкале прибора фиксируют глубину погружения пестика в тесто или расстояние, на которое он не доходит до пластинки. При испытании кольцо с
тестом не должно подвергаться толчкам или сотрясениям.
22
За нормальную густоту цементного теста принимают такую его
консистенцию, при которой пестик прибора Вика, погруженный в
кольцо, заполненное тестом, на 5–7 мм не доходит до пластинки, на которой установлено кольцо (рис. 1.6).
Рис. 1.6. Схема определения нормальной густоты цементного теста
1 – стержень прибора Вика; 2 – пестик прибора Вика; 3 – кольцо;
4 – цементное тесто; 5 – стеклянная пластинка
Если расстояние от пестика до стеклянной пластинки больше или
меньше 5–7 мм, изменяют количество воды затворения и повторяют испытания, добиваясь погружения пестика на требуемую глубину.
Результаты испытаний заносят в табл. 1.6 и рассчитывают водоце-
ментное отношение, при котором достигнута нормальная густота теста,
округляя его до 0,25 %.
Таблица 1.6
Результаты определения нормальной густоты цементного теста
Показатели
Результаты испытаний
1 2 3
Расход цемента
,Ц
г
500
Расход воды ,Вг
Расстояние от пестика до стеклянной
пластинки, мм
Нормальная густота цементного теста
(водоцементное отношение
ЦВ
), %
В ГОСТ 33174 и ГОСТ Р 55224 установлено требование к цементам,
используемым, соответственно, для бетона покрытий автомобильных
дорог и бетона аэродромных покрытий: нормальная густота не должна
превышать 30 %.
23
1.5. Определение сроков схватывания
Схватывание – необратимый процесс потери подвижности цемент-
ным тестом, происходящий вследствие взаимодействия цемента с водой.
Сроки схватывания – промежуток времени, в течение которого цементное тесто теряет пластичность и переходит в твердое состояние.
Выделяют: начало и конец схватывания.
Аппаратура:
– аппаратура по п. 1.4;
– секундомер.
Проведение испытаний
Испытания проводят в следующем порядке.
− Иглу прибора Вика закрепляют в нижней части стержня, прове-
ряют свободное падение подвижного стержня прибора, чистоту иглы и
отсутствие на ней искривлений; смазывают кольцо и пластинку тонким
слоем машинного масла.
− Готовят цементное тесто нормальной густоты.
− Укладывают цементное тесто в кольцо прибора Вика, установлен-
ное на стеклянной пластинке, аналогично предусмотренному при определении нормальной густоты цементного теста.
− Кольцо с цементным тестом устанавливают на столик прибора
Вика, доводят иглу до соприкосновения с поверхностью теста и закрепляют стержень стопорным устройством; через 1-2 с освобождают стержень, предоставляя игле свободно погружаться в цементное тесто.
В начале испытания, пока цементное тесто находится в пластичном состоянии, во избежание сильного удара иглы о пластинку допускается ее
слегка задерживать при погружении в тесто для исключения повреждения иглы. Как только цементное тесто загустеет настолько, что опасность повреждения иглы будет исключена, игле дают свободно опускаться. Через 30 с после освобождения стержня фиксируют по шкале
прибора глубину погружения иглы в цементное тесто.
Иглу погружают в тесто каждые 10 мин. Место погружения иглы в
тесто меняют, передвигая кольцо. Каждое последующее погружение
иглы должно находиться на расстоянии не менее 10 мм от мест предыдущих погружений и от края кольца. После каждого погружения иглу
протирают влажной тряпкой.
24
В промежутках между погружениями иглы кольцо с цементным тестом на пластинке помещают в камеру влажного хранения. Допускается
кольцо с цементным тестом накрывать влажной тканью и оставлять в помещении с относительной влажностью не менее 65 %. При этом ткань не
должна соприкасаться с цементным тестом.
В ходе испытаний фиксируют время наступления начала схватывания в минутах и конца схватывания в часах и минутах.
За начало схватывания цементного теста принимают время от мо-
мента затворения цемента до момента, когда игла прибора Вика при проникновении в цементное тесто не доходит до пластинки на 3–5 мм (рис. 1.7).
а) б)
Рис. 1.7. Схема определения начала (а)
и конца (б) схватывания цементного теста:
1 – стержень прибора Вика; 2 – игла; 3 – кольцо;
4 – цементное тесто; 5 – стеклянная пластинка
Результат определения записывают с округлением до 5 мин.
Начало схватывания цемента для дорожных бетонов в соответствии
с требованиями ГОСТ 33174 должно наступать не ранее 2 ч.
При необходимости определения конца схватывания испытания
продолжают. Кольцо с цементным тестом переворачивают. Конец схватывания определяют на поверхности, контактировавшей с пластинкой.
Иглу осторожно опускают до соприкосновения с поверхностью цемент-
Глубина погружения
иглы не более 1 мм
25
ного теста. Погружение иглы выполняют с интервалом 30 мин. При приближении конца схватывания интервалы времени между погружениями
могут быть сокращены.
За конец схватывания цементного теста принимают время от
начала затворения цемента до момента, когда игла проникает в цементное тесто не более чем на 1 мм.
Результат определения записывают с округлением до 15 мин.
1.6. Определение равномерности изменения объема
Равномерность изменения объема цементного теста – способность при твердении формировать цементный камень без деформаций,
значения которых превышают требования нормативных документов.
Возникновение этих деформаций может быть вызвано гидратацией свободных оксидов кальция СаО и магния MgO. Взаимодействие этих оксидов с водой протекает с увеличением объема гидратов (расширением). Поэтому в местах их расположения объем цементного камня увеличивается, что вызывает его коробление или растрескивание. Отмеченное является следствием избыточного содержания в клинкере свободного оксида кальция СаО (более 1 %) и свободного оксида магния
MgO (более 5 %).
Равномерность изменения объема определяют по ГОСТ 30744 испытанием образцов, изготовленных из цементного теста нормальной густоты, и характеризуют величиной расширения образца в кольце Ле Шателье при кипячении.
Аппаратура:
− смеситель для приготовления цементного теста;
− весы по ГОСТ OIML R 76-1 с погрешностью не более 1 г;
− мерный цилиндр с ценой деления не более 1 мл.
− кольца Ле Шателье (разрезанный по образующей полый цилиндр
с двумя индикаторными иглами, припаянными по обе стороны на одинаковом расстоянии от прорези) в комплекте с пластинами и пригрузом
(рис. 1.8);
− бачок для кипячения с подставкой для размещения колец Ле Шателье;
− камера (шкаф) влажного хранения;
− штангенциркуль по ГОСТ 166.
26
а)
б)
Рис. 1.8. Кольцо Ле Шателье (а) и схема определения
равномерности изменения объема цемента (б);
1 – индикаторные иглы; 2 – кольцо с прорезью; 3 – пригруз; 4 – пластинка;
Х1 и Х
2
− расстояние между концами индикаторных игл
до и после испытания соответственно
Проведение испытаний
Испытания выполняют в следующей последовательности.
− Кольца и пластинки смазывают тонким слоем машинного масла.
− Готовят цементное тесто нормальной густоты (см. п. 1.4).
− Кольца помещают на пластинки и наполняют в один прием це-
ментным тестом с избытком, но без уплотнения или вибрации.
При этом во избежание случайного раскрытия прорези кольца осторожно сдавливают пальцами или резиновой лентой. Избыток теста
срезают ножом, протертым влажной тканью, вровень с краями кольца.
Для одного испытания заполняют два кольца из одного замеса цементного теста.
− Кольца, заполненные цементным тестом, накрывают сверху пла-
стинками. На них устанавливают пригруз и помещают в камеру влажного хранения для предварительного твердения. В камере кольца выдерживают в течение (24,0±0,5) ч. Допускается выдерживать кольца в
воде в течение (24,0±0,5) ч при температуре (20±1) °С при условии получения одинаковых результатов.
27
− После предварительного твердения кольца извлекают из камеры,
измеряют штангенциркулем расстояние между концами индикаторных
игл с точностью до 0,5 мм (начальное измерение), освобождают от пластинок и пригруза и помещают на подставку бачка для кипячения.
При этом индикаторные иглы должны быть направлены вверх.
За (30±5) мин воду в бачке доводят до кипения. Кольца выдерживают
в кипящей воде в течение (180±5) мин. Уровень воды в бачке должен
быть выше колец на 4–6 см в течение всего времени кипячения.
− По окончании кипячения кольца извлекают из воды. После их
остывания до температуры помещения измеряют расстояние между концами индикаторных игл (конечное измерение).
Результаты измерений расстояния между концами индикаторных
игл записывают в журнал испытаний. Для каждого кольца вычисляют
разность между значениями конечного и начального измерений.
За расширение образцов в кольце Ле Шателье принимают средне-
арифметическое значение результатов двух определений, округленное
до 0,5 мм.
Цемент соответствует требованиям стандарта в отношении равно-
мерности изменения объема, если оно не превышает 10 мм (см. табл. 1.1).
1.7. Определение истинной плотности цемента
Истинная плотность – масса единицы объема материала в абсо-
лютно плотном состоянии, т.е. без пор и пустот.
Истинную плотность цемента определяют по ГОСТ 30744.
Аппаратура и вспомогательные материалы:
– весы по OIML R 76-1 с точностью взвешивания 0,01 г;
– прибор Ле Шателье;
– сосуд стеклянный;
– штатив;
– воронка;
– термометр с ценой деления не более 0,2 оС;
− обезвоженный керосин.
28
Проведение испытаний
Прибор Ле Шателье закрепляют в штативе и термостатируют в стек-
лянном сосуде с водой (рис. 1.9) при температуре, соответствующей температуре, при которой выполнена градуировка его шкалы.
Прибор Ле Шателье наполняют
обезвоженным керосином до нулевой
отметки или до любого деления в нижней части градуированной шкалы прибора. Уровень жидкости фиксируют
по нижнему мениску. Свободную от
керосина часть прибора тщательно
протирают тампоном из фильтровальной бумаги.
Отбирают необходимое количество цемента. Помещают его в стеклянную колбу, закрывают пробкой и
встряхивают вручную в течение 2 мин
для дезагрегирования. Затем оставляют в покое на 2 мин, после чего перемешивают чистым сухим стержнем
для равномерного распределения мелких частиц.
От подготовленной пробы отвешивают две навески по 65 г цемента
(для двух параллельных испытаний).
Ложечкой через воронку небольшими равномерными порциями
полностью высыпают его в прибор Ле Шателье.
Для удаления пузырьков воздуха прибор с содержимым вынимают
из сосуда с водой, поворачивают его в наклонном положении в течение
10 мин на гладком резиновом коврике и снова помещают в сосуд с водой
не менее чем на 10 мин. Затем определяют уровень жидкости в приборе.
Разница уровней жидкости в конце и начале испытания соответствует
объему керосина, вытесненного цементом, т.е. занимаемому им объему
в абсолютно плотном состоянии.
Результаты испытаний и вычислений заносят в табл. 1.7.
Рис. 1.9. Аппаратура
для определения истинной плотности:
1 – прибор Ле Шателье;
2 – стеклянный сосуд
для термостатирования;
3 – термометр; 4 – штатив; 5 – воронка
29
Таблица 1.7
Результаты определения истинной плотности цемента
Показатели
Номера определений
1
2
Масса цемента m, г
65
Объем керосина, вытесненного цементом,
a
V
, см3
Истинная плотность 𝜌ц, г/см3
Среднее значение истинной плотности
ц
, г/см3
Среднее значение истинной плотности
ц
, кг/м3
Обработка результатов испытаний
Истинную плотность цемента ρц, г/см3, рассчитывают с точностью
до 0,01 г/см3 по формуле
a
ц
V
m
, (1.3)
где m – масса цемента, г;
а
V
– объем цемента в абсолютно плотном состоянии, см3.
Среднее значение истинной плотности цемента вычисляют как среднее арифметическое значение результатов двух определений, расхождение между которыми не должно превышать 0,02 г/см3.
Результаты расчетов заносят в табл. 1.7.
Экспериментально установленное значение истинной плотности цемента используют при расчете состава дорожного бетона.
1.8. Определение насыпной плотности цемента
Насыпную плотность выражают отношением массы цемента к за-
нимаемому им объему в рыхлом состоянии. Объем цемента включает в
себя объем межзерновых пустот.
Аппаратура:
− весы по OIML R 76-1 с точностью взвешивания 0,01 г;
− сосуд мерный цилиндрический металлический емкостью 1 л;
− стандартная воронка (рис. 1.10);
− линейка металлическая по ГОСТ 427.
30
Проведение испытаний
Испытания выполняют в следую-
щей последовательности.
− Устанавливают на стол воронку,
закрывают задвижку, воронку заполняют цементом.
− Взвешивают мерный сосуд (опре-
деляют массу сосуда
c
m
, кг), устанавли-
вают его под воронку. Расстояние от задвижки до краев сосуда – 100 мм.
− Открывают задвижку и запол-
няют мерный сосуд цементом с небольшим избытком – до образования над
верхом сосуда конуса, задвижку закрывают.
− Металлической линейкой осторожно, не допуская уплотнения,
снимают излишек цемента вровень с краями сосуда.
− Сосуд с цементом взвешивают – определяют массу
1
m
, кг.
При отсутствии стандартной воронки для испытания песок засыпают в мерный цилиндр совком с высоты 100 мм.
Определение насыпной плотности цемента выполняют два раза.
При этом каждый раз берут новую порцию цемента.
Результаты испытаний заносят в табл. 1.8.
Таблица 1.8
Результаты определения насыпной плотности
Наименование показателей
Результаты определений
1
2
Масса мерного сосуда mс, кг
Масса мерного сосуда с цементом m1, кг
Объем мерного сосуда V, л
1
Насыпная плотность цемента ρнц, кг/л
Среднее значение насыпной плотности
нц
, кг/л
Среднее значение насыпной плотности
нц
, кг/м3
Рис. 1.10. Стандартная воронка:
1 – воронка; 2 – трубка;
3 – задвижка; 4 – мерный сосуд
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]